Producción de bioparafinas a partir de aceite de soja

Abstract

En los últimos años se han dedicado esfuerzos al desarrollo de nuevos materiales que permitan la sustitución de productos de origen mineral a partir de fuentes renovables. Las parafinas pueden reemplazarse por aceites vegetales (parcialmente) hidrogenados e interesterificados. El proceso de interesterificación consiste en el intercambio posicional de los ácidos grasos en los triglicéridos (TAG), lo cual modifica las propiedades fisicoquímicas de los materiales. Se investigó la interesterificación química (IQ) y enzimática (IE) de mezclas de aceite de soja total y parcialmente hidrogenado, empleando como catalizadores metóxido de sodio y una lipasa comercial soportada, respectivamente. Los materiales se caracterizaron por cromatografía gaseosa, calorimetría diferencial de barrido, difracción de rayos X, microscopía de luz polarizada y mediante un test de penetración. Ambas interesterificaciones producen una disminución de TAG trisaturados y triinsaturados, un aumento de TAG intermedios. La IQ produce mayor cantidad de subproductos, esto lleva a que presenten menores temperaturas de fusión y cristalización. Ambas reacciones generan agregados cristalinos más pequeños que las mezclas iniciales. Estas alteraciones tienen un impacto positivo en la textura de los materiales interesterificados. La composición química y los perfiles de fusión de las bioparafinas se correlacionaron mediante mínimos cuadrados parciales no lineal. Se aplicó ingeniería inversa para obtener la composición que debería tener una bioparafina para emular el perfil de DSC de una parafina. Los resultados obtenidos son promisorios para obtener procesos que conduzcan a la modificación química de aceite de soja con el fin de obtener bioparafinas que permitan reemplazar a las parafinas minerales comerciales.

In recent years, efforts have been devoted to the development of new materials that allow the substitution of products of mineral origin from renewable sources. Paraffin can be replaced by (partially) hydrogenated and interesterified vegetable oils. The interesterification process consists of the positional exchange of fatty acids in triglycerides (TAG), which modifies the physicochemical properties of the materials. The chemical (CI) and enzymatic (EI) interesterification of fully and partially hydrogenated soybean oil mixtures was investigated, using sodium methoxide and a supported commercial lipase as catalysts, respectively. The materials were characterized by gas chromatography, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, polarized light microscopy and a penetration tests. Both interesterifications produce a decrease in trisaturated and triunsaturated TAG and an increase in intermediate TAG. The CI produces a greater amount of by-products, which leads to lower melting and crystallization temperatures. Both reactions generate smaller crystalline aggregates than the initial mixtures. These modifications have a positive impact on the texture of interesterified materials. The chemical composition and melting profiles of the bioparaffin were correlated by nonlinear partial least squares. Reverse engineering was applied to obtain the composition that a bioparaffin should have to emulate the DSC profile of paraffin. The results are promising to obtain processes that lead to the chemical modification of soybean oil in order to obtain bioparaffin which could replace commercial mineral paraffin.