Publicación: Optimización de obtención de aceite de coco mediante la extracción combinada empleando transferencia de calor y enzima lipasa
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Resumen en español
El coco es un recurso de gran importancia industrial, económica y nutricional, ya que su fruto, aceite y subproductos son ampliamente utilizados en la producción de alimentos, cosméticos y biocombustibles, mientras que su pulpa y agua ofrecen altos valores nutricionales y beneficios para la salud. Su cultivo es vital para economías locales en regiones tropicales, generando empleo y sostenibilidad. Esta investigación aborda la extracción y calidad del aceite de coco, evaluando diversos parámetros clave como el rendimiento de extracción, ácidos grasos libres (FFA), densidad, pH, color (según la escala CIE Lab) y tiempo de estabilidad del aceite. Los métodos de secado por horno y microondas fueron comparados, considerando el impacto de la temperatura y el tiempo de exposición en los rendimientos de extracción. Los rendimientos variaron entre 56.9% y 62.8%, sin diferencias significativas entre los métodos. En términos de parámetros fisicoquímicos, los métodos de secado con microondas mostraron una menor humedad en comparación con el secado por horno. Los valores de FFA también variaron significativamente entre los métodos, siendo más altos con el secado por horno. La densidad fue constante dentro de los rangos normativos, mientras que el pH fue - menor que en estudios previos. La luminosidad del aceite fue mayor en los métodos de microondas, indicando menor pardeamiento, y el método con microondas presentó mayor tiempo de estabilidad del aceite, lo que sugiere una mayor resistencia a la oxidación. Además, fue evaluada la técnica de secado y extracción Tratamiento de secado en microondas y equipo de extracción sin calentamiento (MOFF), junto al uso de enzimas Lipozyme® TL IM, analizando el impacto del porcentaje de agua, razón enzimas-sustrato y el tiempo de ultrasonido en el rendimiento de extracción. Los resultados indican que un 35% de agua y 30 minutos de ultrasonido son condiciones óptimas para maximizar la extracción de aceite. El contenido de humedad disminuye con mayor cantidad de agua y ultrasonido, pero aumenta si el tiempo de ultrasonido supera los 60 minutos. El agua reduce el contenido de FFA y el pH, mientras que el ultrasonido mejora la transferencia de masa y la cavitación, favoreciendo la extracción. Sin embargo, una exposición prolongada al ultrasonido puede alterar la estructura de la lipasa y disminuir su actividad. El contenido de agua es crucial para la estabilidad de la lipasa, ya que mantiene su flexibilidad. La investigación concluye que un equilibrio adecuado entre el contenido de agua y el ultrasonido es esencial para optimizar el rendimiento del aceite y controlar la cantidad de FFA. No se encontraron modelos significativos para la densidad y el color del aceite en el estudio. Se optimizaron las condiciones de extracción mediante superficie de respuesta, encontrando que un contenido de agua del 35% p/v, una carga enzimática de 1% p/p y 30 minutos de ultrasonido maximizaron la extracción (>70%), mejorando la calidad del aceite. Se recomienda incluir un perfil cromatográfico para un análisis completo de la composición de ácidos grasos.
Resumen en inglés
The coconut is a resource of great industrial, economic and nutritional importance, since its fruit, oil and by-products are widely used in the production of food, cosmetics and biofuels, while its pulp and water offer high nutritional values and health benefits. Its cultivation is vital for local economies in tropical regions, generating employment and sustainability. This research addresses the extraction and quality of coconut oil, evaluating key parameters such as extraction yield, free fatty acids (FFA), density, pH, color (according to the CIE Lab scale), and oil stability time. Microwave and oven drying methods were compared, considering the impact of temperature and exposure time on extraction yields. Yields ranged from 56.9% to 62.8%, with no significant differences between methods. In terms of physicochemical parameters, microwave drying methods showed lower moisture compared to oven drying. FFA values also varied significantly between methods, being higher with oven drying. Density remained within normative ranges, while pH was lower than in previous studies. Oil brightness was higher in microwave methods, indicating less browning, and the microwave method showed longer oil stability, suggesting greater resistance to oxidation. Additionally, the microwave drying and extraction treatment (MOFF) with Lipozyme® TL IM enzymes was evaluated, analyzing the impact of water percentage, enzyme-substrate ratio, and ultrasonic exposure time on extraction yield. Results indicated that 35% water and 30 minutes of ultrasound are optimal conditions for maximizing oil extraction. Moisture content decreased with higher water and ultrasound, but increased if ultrasound time exceeded 60 minutes. Water reduced FFA and pH, while ultrasound improved mass transfer and cavitation, promoting extraction. However, prolonged exposure to ultrasound could alter lipase structure and decrease its activity. Water content is crucial for lipase stability, as it maintains its flexibility. The research concludes that an appropriate balance between water content and ultrasound is essential to optimize oil yield and control FFA levels. No significant models for oil density and color were found in the study. Extraction conditions were optimized using response surface methodology, finding that a water content of 35% p/v, an enzyme load of 1% p/p, and 30 minutes of ultrasound maximized extraction (>70%), improving oil quality. It is recommended to include a chromatographic profile for a complete analysis of the fatty acid composition.