REPONSES DES INDUSTRIELS AUX PREOCCUPATIONS DES NUTRITIONNISTES Modèle prédictif de l’isomérisation trans des acides gras polyinsaturés au cours de la désodorisation industrielle des huiles végétales

A predictive model of trans isomerisation of polyunsaturated fatty acids during the industrial deodorising of vegetable oils

Lesieur Recherche & Développement, 101, route de Bourbourg, BP 89, 54412 Coudekerque-Branche Cedex

Résumé

Le modèle mathématique présenté concerne l’isomérisation géométrique des acides gras polyinsaturés se produisant au cours de la dernière étape de raffinage des huiles appelée désodorisation. Ce modèle a été élaboré dans le cadre du projet européen TransLinE (trans a-linolenic acid in Europe) relatif à l’étude de l’impact nutritionnel des isomères trans de l’acide a-linolénique sur la santé. Le rôle de la société Lesieur dans cette étude était de produire une huile spécialement isomérisée répondant aux critères suivants : – teneur en isomères trans de l’acide a-linolénique égale à 5% ; – teneur minimum en isomères trans de l’acide linoléique (à défaut de la valeur zéro irréalisable, un rapport transC18 :3/transC18 :2 de 10 a été une cible acceptée) ; – composition des isomères identique à celle obtenue par désodorisation. Cette dernière contrainte impliquait un traitement thermique, donc un raffinage de l’huile suivi d’une désodorisation dans des conditions à définir. Plutôt que d’opérer par tâtonnements, il a été décidé de modéliser l’isomérisation géométrique au cours de cette désodorisation qui, rappelons-le, est un traitement thermique sous pression réduite avec injection de vapeur (industriellement) ou d’azote. Le matériel utilisé pour ces expérimentations est un désodoriseur de laboratoire d’une capacité de 3,2 l chauffé électriquement par des colliers enveloppants. L’azote et/ou la vapeur d’eau sont injectés en fond de réacteur au travers d’une plaque perforée. La vapeur et les composés volatils entraînés sont condensés par passage dans un piège froid maintenu à – 80 °C. La pression résiduelle en cours de désodorisation était de l’ordre de quelques millimètres de mercure ( 3 mmHg). Le refroidissement de l’huile en fin d’opération est assuré par une circulation d’eau dans un serpentin intérieur. Les désodorisations ont été réalisées principalement sur des huiles de colza dans un large domaine de températures (210 à 270 °C) et de durées (2 à 65 h), sous injection d’azote ou de vapeur. Les teneurs totales en isomères trans ont été mesurées par chromatographie gazeuse des esters méthyliques sur colonnes capillaires BPX70 pour les isomères trans de l’acide linoléique et FFAP pour les isomères trans de l’acide linolénique.

Abstract

In the framework of an european nutritional project, a mathematical pattern for the geometrical isomerization of the linoleic and linolenic acids was developped in order to produce the requested selectively isomerized oil with a high level of trans linolenic acid isomer (5%) and a minimum level of trans linolenic acid isomers. Experiments were carried out, first using a laboratory deodorizer with a capacity of about 3L. Differing from linoleic acid, a decrease of the total linolenic acid content called “degradation” was observed during the deodorization and considered when developping the equations of the pattern. The equations describing the degradation and the isomerization of the polyunsaturated fatty acids are those of first order reactions. The corresponding kinetics coefficients follow up the Arrhenius’law. The pattern was confirmed on a pilot scale with a 100L deodorizer. The best conditions needed to produce the oil for the study were deduced from theoretical considerations. The pattern is a good tool to foresee the isomerization levels during deodorizations. Isomerization tables are an easy way to select the temperature-time couples respecting an isomerization target. The pattern can also help us to check the good working of industrial deodorizers and to chose new ones. Relative to this last point, the application of the pattern to industrial equipments has shown that at least, one of them, was isomerizing too much.