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Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal

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La acidez y la oxidación es un parámetro que en muchas ocasiones se encuentra fuera de especificaciones en los aceites y harinas provenientes de subproductos de origen animal, pero para entender como mejorar y controlar estos parámetros debemos entender el significado de estos dos términos, que en algunas ocasiones son confundidos debido a que tienen similitud en algunos aspectos que los generan.

El índice de acidez se define como los miligramos de NaOH (Hidróxido de sodio) o KOH (Hidróxido de potasio) necesarios para neutralizar los ácidos grasos libres presentes en 1 gramo de aceite o grasa, y constituye una medida del grado de hidrolisis (reacciones debido al agua presente en el proceso) y pirolisis (reacciones debido al calor presente en el proceso) de una grasa o aceite.

La oxidación se define como el proceso degenerativo del aceite en presencia de oxigeno. El índice de peróxidos como también es llamada la oxidación es la cantidad (expresada en miliequivalentes de oxígeno activo por kg de grasa) de peróxidos en la muestra que ocasionan la oxidación del yoduro potásico. Es decir mide el nivel de enranciamiento que presenta un aceite, grasa o harina.

Es importante saber las limitantes o parámetros máximos de medida de estos dos índices, a continuación se relacionan los parámetros utilizados en Estados Unidos y Brasil.


Fuente AAFCO-2006 - Compendio Brasilero de alimentación animal-2009

A manera de información relaciono la norma Colombiana para determinación del índice de acidez, que básicamente es similar para la mayoría de países latinoamericanos. NTC – 218 “Grasas y aceites vegetales y animales, determinación del Índice de acidez.”

Al ya entender los términos y conceptos de oxidación y acidez podemos decir que su parecido o relación se debe a que los catalizadores en estos procesos tienen en común la temperatura, y el oxígeno es el reactivo en el proceso de oxidación y es catalizador en el proceso de acidez y el agua o humedad viceversa.  A continuación relaciono los procesos de afectación de aceites, grasas y harinas y los diferentes reactivos de cada proceso y como son catalizados. 

Nos podemos detener a hablar de los procesos de oxidación de aceites y grasas, como la rancidez hidrolitica y rancidez oxidativa, pero con los términos definidos considero que es más importante como Jefes de Plantas de Subproductos de origen animal concentrarnos en cómo podemos controlar este proceso de rancidez y acidez en nuestros aceites, grasas y harinas.

Para comenzar debemos hablar que una materia prima procesada fresca es un producto terminado bajo en acidez y oxidación, pues arrancamos con una materia prima que presenta un bajo nivel de descomposición y un tiempo de residencia bajo a la oxidación.

Por otro lado los tiempos de cocción o fritura en cooker para los procesos secos debe ser el menor posible, aquí cabe anotar que los fabricantes de equipos nos enseñan que una materia prima bien “crocante” es sinónimo de bien procesada y esto realmente es sinónimo de una materia prima expuesta a demasiado tiempo de fritura y cocción que lo único que hace es que la acidez y oxidación se mayor por el mayor tiempo de exposición a temperaturas altas. Por lo cual debemos buscar un tiempo inferior antes de llegar a este punto “crocante”, con la única limitante que el proceso de prensado va a ser un poco más difícil y va a obedecer a una estandarización de un proceso donde la temperatura y consistencia de la materia prima es clave. Hay que analizar si es necesario utilizar un conservante de materia prima que recomiendo cuando el tiempo de almacenamiento de la materia prima sea mayor a 2 horas. A continuación doy un cuadro con temperaturas ideales reales promedio para sacar el producto de los cookers o cocinadores: 

  Temperatura salida producto (Tiempo)
Harina Carne y hueso 230-245°F (110-118°C)*
Harina de Pollo   220-230°F (105-110°C)
Harina de pescado 215-230°F (102-110°C)

*En harina carne y hueso depende de la granulometría

También es importante después del proceso de percolado de aceite y prensado del producto después de la salida del cooker, no exponer nuevamente el aceite a una subidas de temperatura para ser decantado, esta práctica es muy habitual, e inclusive los fabricantes de equipos decanter solicitan la instalación de tanques con serpentín para calentar nuevamente el aceite y llevarlo a temperaturas hasta de 85°C(185°F) siendo que el aceite después de prensa sale a una temperatura promedio de 95°F(203°F), la idea es llevarlo rápidamente al proceso de decantado para que no se enfrié y no se recaliente, pues este genera subidas de acidez y oxidación y la cantidad de solidos máxima debe ser del 1% para disminuir el proceso de oxidación y acidez por presencia de sólidos en el aceite. Cabe aclarar que el proceso de centrifugación de aceite se puede realizar a una temperatura mínima de 55°C (131°F). Por otro lado cuando no se cuenta con un decantador centrífugo, sino con tanques decantadores debemos saber que la presencia de sólidos en el aceite genera acidez y oxidación y este va a ser un aceite con parámetros más altos de acidez y oxidación que el procesado en decanter centrifugo.

Debemos también controlar y limitar los reactivos provocadores de los procesos que deterioran la calidad de los aceites y harinas después de decantados así: 

1.- Los tanques deben impedir la entrada de Luz, humedad y oxígeno en lo posible, pues estos son generadores de acidez y oxidación como lo vimos anteriormente.

2.- En lo posible los materiales de construcción de los tanques de almacenamiento de aceite deben ser en acero inoxidable, pues el hierro funciona como un catalizador en los procesos degenerativos del aceite y harina, es una condición costosa a la inversión, pero por lo menos cumplir el punto No 1 anteriormente descrito.

3.- Las bombas utilizadas en el manejo de los aceites deben ser positivas de pignones o lóbulos a baja revoluciones máximo 500 rpm o bombas de diafragma para que no generen reacción con oxígeno que es reactivo para generar oxidación y catalizador para generar acidez.

4.- El almacenamiento de las grasas y aceites no se deben hacer con temperatura constante pues es un catalizador para el proceso de oxidación y acidez, por lo cual se recomienda solo un momento antes de despachar la grasa o aceite calentarlo para poder manejarlo.

5.- Hay que tener en cuenta que el agua y el aceite tienen una densidad diferente y el agua permanece normalmente en la parte inferior de los tanques por lo cual las toma muestras de los tanques de aceite deben ser inferiores.

6.- Se deben manejar buenos antioxidantes y tratar que el PH de estos no sea tan bajo para no generar acidificación en el aceite y harina, debemos garantizar que la mezcla de este sea homogénea y constante y en la dosificación adecuada.

7.- Debemos tener en cuenta que una harina con un nivel de oxidación y acidez altos no se puede hacer nada para bajar este parámetro se le debe dar un trato diferente en nutrición. En los aceites es diferentes pues depende de su uso, se puede tratar con soda caustica o peróxido de hidrogeno cuando tenemos niveles altos de acidez, pero normalmente se hace esto cuando se destinan estos aceites para jabonería, para nutrición no se recomienda, por posibles trazas de estos químicos.

 

En espera de solucionar las más comunes inquietudes en las plantas de rendering. 

 
Autor/es
Santander, Colombia
Ing. Industrial especialista en direccion de empresas con MBA en direcci
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Alejandro Rocha
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Mexico, Distrito Federal, México
Ing. en Alimentos
Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
08/09/2014 | ESTIMADOS INGENIEROS ME PARECE MUY BUENOS PUNTOS DE VISTA, NOSOTROS REALIZAMOS HARINA DE CARNE Y HUESO, HACE POCO NUESTROS PEROXIDOS SE HAN ELEVADO BASTANTE, QUISIERA SABER SI ALGUNO DE USTEDES NOS PUDIERA APOYAR, YA QUE SE RECIBE MP FRESCA, NUESTRO PROCESO SE LA AÑADE ANTIXIDANTE ANTES DE LA ENTRADA AL COOKER, TRABAJAMOS A UNA TEMPERATURA DE 120 A 130 °C Y PUES LA VERDAD NO ENCONTRAMOS EL PUNTO CRITICO DEL PORQUE SE ELEVAN LOS PEROXIDOS, LES AGRADECERIMOS SUS PUNTOS DE VISTA. GRACIAS
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Florentino Torres Meneses
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Bucaramanga, Santander, Colombia
Ing. Industrial especialista en direccion de empresas con MBA en direcci
Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
09/09/2014 | Cordial saludo Ing. Rocha, las causas pueden ser varias: El tiempo de proceso entre mayor tiempo de proceso mayor posibilidad de enranciamiento, igualmente en la oxidación el agua y la temperatura actúan como agentes catalizadores, y entre mayor presencia de estos en el tiempo mayor enranciamiento. es importante que revise estos tiempos y sean los mas bajos posibles un proceso en cooker de fritura si es como lo haces debe demorar máximo 3 horas. En el caso de la harina almacenarla caliente y no tener el proceso de enfriado de la misma después del molino es causa también que el proceso de pirolisis de la harina no haya terminado lo cual es causa también de enranciamiento. Niveles altos de grasa o sebo en la harina por encima de 20% en la harina nos va a causar un enranciamiento más rápido por lo cual hay que buscar tratar la harina en el momento de empaque con un atioxidante. Tu estas dosificando antioxidante antes del proceso de cocción y normalmente estos antioxidant es no son termoresistentes por lo cual su efecto posterior a la cocción es prácticamente nulo por lo cual hay que dosificar nuevamente. Una harina contaminada microbiológicamente también es causante de enranciamiento, por lo cual debes revisar tu proceso para que no tengas contaminación cruzada y debes tratar con un antimmicótico tu producto.

Atentamente,

Florentino Torres M.
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Alejandro Rocha
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Mexico, Distrito Federal, México
Ing. en Alimentos
Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
09/09/2014 | UN CORDIAL SALUDO ESTIMADO ING. FLORENTINO, MUY INTERESANTE SU COMENTARIO VARIOS DE LOS PARAMETROS QUE USTED MENCIONA YA LOS LLEVAMOS A TERMINO PERO EL UNICO QUE NO ES EL DE UNA POSIBLE CONTAMINACIÓN YA QUE NUESTRO PROCESO ES CONTINUO Y SERIA BUENO HACER UNAS PRUEBAS MICROBIOLOGICAS, USTED DONDE CREE QUE SEA LA CONTAMINACIÓN O DONDE ME RECOMIENDA QUE SEA LAS PRUEBAS MICROBIOLOGICAS Y SOBRE QUE MICROORGANISMOS REALIZARLAS?

DE ANTEMANO MUCHAS GRACIAS

ATTE

ALEJANDRO ROCHA A.
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Juan Pablo Nicolás
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Rosario, Santa Fe, Argentina
Ing. en Alimentos
JBS
Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
10/09/2014 | Estimado Alejandro,
Tengo años de experiencia en cocinadores continuos en Argentina, y son las variables del proceso las que afectan directamente a la calidad de la harina de carne. Por supuesto que esto es basado en su información de que la materia prima es fresca. Le recomiendo que revise la temperatura y tiempo dentro del cooker.
Otro punto que puede afectar es el prensado, si a la salida de las prensas se observa un humeado excesivo o altas temperaturas en la torta. Si este es el caso le recomiendo el agregado de agua en el material de ingreso a las prensas esto, además de bajarle la temperatura a la prensa, facilita la extracción de grasa de la torta.
Atte.
Ing. Juan Pablo Nicolás
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Florentino Torres Meneses
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Bucaramanga, Santander, Colombia
Ing. Industrial especialista en direccion de empresas con MBA en direcci
Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
10/09/2014 | cordial saludo Ing. Rocha, hay que revisar E. Coli, Clostridium y salmonella.

Atte,

Florentino Torres M.
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Alejandro Rocha
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Mexico, Distrito Federal, México
Ing. en Alimentos
Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
10/09/2014 | GRACIAS ING´S. POR SUS APORTACIONES LAS TOMARE EN CUENTA.

SALUDOS.

ATTE

ALEJANDRO R. A.
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Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
10/09/2014 |

Interesantes aportes ,hoy existen sistemas de filtración que pueden detener hasta los mas elementales Microbios casi especifico membranas de cerámica Mitsubichi por ejemplo ,,que si se dan los parámetros estarán presentes si o si por diferentes aspectos es por ello que no solo es controlar la rancidez y oxidación ;importante contar con sistemas por así decirlo antioxidantes preservantes ;la oxidación no es patrimonio de la presencia solo de Grasa existen otros como la actividad enzimática microbiana que al encontrar los parámetros adecuados se activan por así mejor decirlo ;cuidemos los vectores cruzados ojo hay medidas mas precisas de deterioro que po ejemplo solo tomar niveles de peróxidos de comportamiento parabólico ;aquí lo mas lógico es un control lineal como formación de trimetilaminas etc .
Una hidrólisis bajo control no debería originar problema alguno si los parámetros como pH,temperatura ;actividad de agua ;oxigeno disuelto etc son perfectamente controlados desde el inicio del proceso
Cuando ya han logrado un proceso les sugiero microburbujear Nitrogeno gas fin eliminar excesos de Oxigeno libre que no dejan que el antioxidante a usar haga su real trabajo 

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Wilki Santander
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San Antonio de Los Altos, Miranda, Venezuela
Ingeniero Químico
Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
11/09/2014 | Estimado Alejandro,

Chequea dos variables importantes, si no has cambiado nada en el proceso.: 1.- Que el cocinador continuo sea descargado completamente después de cada proceso, sino es así verifica los peróxidos del sebo que se queda en el cooker para la próxima carga. ( si son altos estos te van a contaminar toda la producción restante) 2. - Que estés utilizando el mismo antioxidante la misma marca y el mismo ingrediente activo(BHT, BHA) que utilizabas antes que se te disparan los peróxidos.

Atte.
Wilki Santander
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Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
12/09/2014 | Excelente lo primero ahí hay una contaminación cruzada y por ende punto de control ,Limpieza y bajar carga microbiana residente ;no solo las grasas como tales se oxidan ;hay oxidación por presencia de Oxigeno libre que reacciona con minerales como el Fierro ;Zinc etc ,que con valencia +2 en su ultima órbita forman el oxido de fierro y oxido de zinc ;por ello lo Blends o mezclas antioxidantes deben ser aplicadas con elementos quelantes ,sinergizantes y anti microbianos aquí los mas adecuados son aquellos que contengan mezcla de ácidos orgánicos ;antioxidantes o sales de los mismos que sean capaces de ser solubles en el agua y vayan a la parte no grasa de los compositos naturales de cada materia prima Tratada es realmente todo un tema apasionante por demás y amerita un mejor control y protocolos del proceso productivo que ayuden a ser lo mas selectivos con las materias primas que es desde donde se inicia el problema muy común en carnes Industriales como carnes ,huesos y sangres por ejemplo de caballos con altísimo contenido de Fierro en la sangre o mejor dicho Hemoglobina donde un buen pre tratamiento con una mezcla quelante permite que los óxidos de fierro totalmente Oxidantes sean convertidos a inertes o Magnetita los haga mas estables y se controle un parámetro que consume cualquier antioxidante en el intento de estabilizar o terminar el proceso de oxidación ;revisemos la Fenton chemistrtry y veremos datos interesantes http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/037842749503532X no soy muy amigo de la teoria ;amen de haber tomado gran parte de mi vida investigando ;pero nos da pautas que ayudan a abrir nuestros cerebros y mejorar los procesos ;recordemos que si bien es cierto han progresado los equipos ;los sistemas de control etc las materias primas son las mismas ,restos de animales beneficiados o descartes de animales para alimentación humana; restos de comidas caso Rendering ;etc. creo con muchísima humildad que debemos ser mas creativos y aprovechar toda experiencia de terceros cuando esta solo persigue que los procesos cumplan protocolos que lleven al éxito y se logren productos con sentido y no todas las barbaridades que hoy tenemos en el mercado .Los animales no hablan pero su perfil volumetrico ,su pelaje según sea el caso ,la curvatura de sus lomos ,nos dan el mensaje de que alimentos son los que si los favorecen ;lamentablemente no hay nada Gratis y lograrlo tiene un costo que debemos manejar de la mejor manera (Costo Beneficio ) los usuarios de nuestros productos finales quieren alimento barato pero a que costo final y acorde a la modernidad en lo que a control medioambiental se refiere antes botábamos al mar y a los alcantarillados cuanto desperdicio del canal de sacrificio se obtenía .
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Re: Control de acidez y oxidación en aceites y harinas de subproductos de origen animal
12/09/2014 | Quería dejar una recomendación , en los cookers se deben tener atmósferas reductoras en las cámaras para una mejor transferencia de calor y evitar las atmósferas oxidantes,una solución es contar con eductores que generen un alto vacío dentro de la cámara otra es generar una Nube de antioxidantes que consuman los exceso de oxigeno dentro de la cámara ,o inyectar nitrógeno inerte para desplazar el exceso de oxigeno y evitar toda posibilidad de oxidación;intentar trabajar con alto vació para que la trasferencia de calor sea mas eficiente y rápida siendo l mas importante no exponer la materia prima a excesiva temperaturas y presión .
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