AVANCES EN LA SINTESIS DE OLEOGELES COMESTIBLES
P. Saubidet, L. Soria, J. Polari, A. Bacigalupe, M.C. Lopez INTI Agroalimentos psaubidet@inti.gob.ar
Introducción
El consumo excesivo de grasas saturadas se
ha relacionado con un aumento en la incidencia
de ciertas enfermedades crónicas no
transmisibles, como la obesidad y las
enfermedades
cardiovasculares.
La
estructuración de aceites vegetales para formar
oleogeles se presenta como una alternativa
promisoria para su aplicación en alimentos.
Continuando con los trabajos realizados en el
laboratorio de aceites y grasas, se optimizó el
proceso de síntesis de los oleogeles y se
caracterizaron los mismos con el agregado de
surfactantes, para luego compararse con
materias primas conocidas en busca de
generar un potencial reemplazo.
Objetivo
Optimizar la síntesis de oleogeles mediante placa calefactora para lograr formulaciones reproducibles. Estudiar el comportamiento de los geles con el agregado de surfactantes (TW60 y TW80). Observar las similitudes de las diferentes formulaciones de geles con las materias primas tradicionales.
Descripción
Mecanismo general de síntesis El mecanismo general de formación de los oleogeles puede ser descripto como la formación de una red generada por entrecruzamiento de la Etil Celulosa, estabilizada por interacciones débiles como las Fuerzas de Van der Waals y Puentes de Hidrogeno. Una vez alcanzada la Tg (Temperatura de transición vítrea), el polímero pierde su estructura cristalina, abriendose las cadenas de carbono, generando así muchos puntos de entrecruzamiento que una vez enfriado, interaccionan entre si y son estabilizados por estas fuerzas.
Se propone un método de obtención de oleogles que consiste en calentado de los componentes mediante placa calefactora con agitación magnética hasta llegar a la Tg (140 ºC), luego se mantiene la temperatura
durante 15 minutos para favorecer las interacciones entre el polimero y el solvente y finalmente se deja enfriar a T ambiente por un tiempo mínimo de 4 horas. Mediante este método se busca lograr una reproducibilidad en los geles, permitiendo el correcto estudio de los mismo manteniendo constantes las variables del proceso de síntesis.
Figura 1: Oleogel de 10% m/m de Etil Celulosa terminado.
Agregado de surfactantes Los surfactantes son agentes químicos que actúan como plastificantes del EC, generando geles con mejores propiedades mecánicas. Estos compuestos también presentan la propiedad de disminuir la Temperatura necesaria para la gelificación en el rango de los 110 °C - 120 °C. Por lo tanto al ser la temperatura necesaria menor, se atenuaría la oxidación. Los surfactantes se agregan en simultáneo con el polímero. La concentración máxima permitida por CAA es de 1% m/m. Para este estudio se evaluaron los surfactantes que químicamente presentan un grupo sorbitano, el monoestearato de polioxietilen (20) sorbitano (Tween 60) y el monooleato de polioxietilen (20) sorbitano (Tween 80), que son comúnmente empleados en la industria alimentaria como emulsionantes.
Preparacion de las formulaciones Se realizaron 30 formulaciones de oleogeles diferentes: 15 formulaciones con aceite crudo
de girasol oxidado intencionalmente y 15 formulaciones con aceite refinado. Se elijieron 5 concentraciones de etil celulosa (8, 9, 10, 11 y 12 % m/m) cada concentración se evaluó con el polímero solo, con Tween 60 y con Tween 80. Luego de la elaboración de los oleogeles, según se describe anteriormente, éstos se analizaron mediante reómetro Anton Paar MCR 301. Para cada muestra se registró G’ (Módulo Elástico, Pa), G’’ (Módulo de Pérdida, Pa), tan (δ) (δ= G’/ G’’) y el límite viscoelástico (Pa). Se analizaron las variaciones según todas las variables (Oxidación de aceite, concentración de Etil Celulosa y el agregado de surfactantes). También se compararon los resultados con las materias primas más utilizadas en la industria: Manteca, Margarina, Grasa Vacuna y Aceite de soja Interesterificado químicamente.
Resultados
En el gráfico 1 se resume el comportamiento de los geles según la concentración de EC y de surfactantes. Puede observarse que los valores de G’, asociados a la dureza y comportamiento solido de un gel, son superiores cuando se le agrega surfactantes a la formulación, esto puede explicarse debido a que los mismos favorecen la interaccion entre el solvente y el polímero, haciendo que los geles sean más duros. Estos resultados se ven claramente cuando el aceite de girasol se encuentra refinado y en perfecto estado, caso contrario se observó que el comportamiento de los geles presenta valores muy dispares, haciendo que el análisis de los mismos no brinde ninguna información confiable. Esto se puede atribuir a que durante la oxidación de los aceites se generan compuestos que pueden interferir de manera impredecible en la formación de los geles, tanto interaccionando con el polímero como con los agentes surfactantes.
Grafico 1: Dependencia del modulo elástico con la concentración de EC (%m/m) y el agregado de Surfactantes.
En el grafico 2 se resumen los valores
obtenidos de G’ para las fuentes de grasas
tradicionales y también se presentan las
formulaciones que presentaron valores
significativamente
relevantes
para
considerarlos como potenciales reemplazos. Lo
primero que se puede destacar es que si se
desea emular el comportamiento de la manteca
deberían realizarse formulaciones con menores
concentraciones de EC.
En el caso de la grasa vacuna refinada se
observa que presenta un valor elevado de
dureza que puede alcanzarse con
formulaciones que contengan un porcentaje
elevado del polímero.
Grafico 2: Comparacion del modulo elástico para grasas saturadas y Oleogeles.
Si bien los resultados son alentadores, se deberia tener en cuenta otro tipo de agentes surfactantes que posean distintos grupos quimicos, como los glicerídicos para intentar lograr formulaciones con mayor dureza y menor porcentaje de EC.
Conclusiones
La síntesis de Oleogeles comestibles es una alternativa que presenta mucho potencial para su aplicación en la industria alimentaria. Es fundamental comenzar a estudiar su comportamiento en alimentos reales para observar las variaciones en cuanto a textura y flavor. También es importante seguir estudiando las variables que afectan el mecanismo de formación y buscar nuevos enfoques para minimizar al máximo la oxidación de los aceites.
Bibliografía
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Hughes N.E., Marangoni A.G., Wright A.J., Rogers M.G., 2009, Trends in Food Science & Technology, 20, 470-480.
Stortz, Terri A.,2012 Edible oleogels in food products to help maximize health benefits and improve nutritional profiles. Lipid Technology 24.7: 151-154.
CAA. Codigo Alimentario Argentino.
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