18 out, 2017
por Daniel Geraldes
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Desafios para redução de ácidos graxos trans e saturados

DESAFIOS PARA REDUÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS TRANS E SATURADOS EM GORDURAS VEGETAIS

Por Raquel Bonati Moraes Ibsch e Carolina Krebs de Souza

Programa de Pós Graduação em Engenharia Química – FURB

 

É cada vez maior a preocupação com a saudabilidade dos alimentos, bem como a procura por melhor qualidade de vida por parte do consumidor, geralmente apoiada por campanhas governamentais. Os principais macronutrientes presentes nos alimentos são os carboidratos, proteínas e lipídios. Além da função energética, os lipídios conferem sabor e aroma ao alimento, também sendo fontes de substâncias essenciais ao organismo. Os principais tipos de lipídios são os óleos e gorduras e seu componente majoritário, os triglicerídeos (ou triacilgliceróis), que são ésteres formados a partir do glicerol e três moléculas de ácidos graxos.

As moléculas de triacilgliceróis são diferenciadas em função das cadeias carbônicas dos ácidos graxos que compõe sua estrutura. Os principais ácidos graxos apresentam cadeia não ramificada e número par de átomos de carbono, podendo ser saturados ou insaturados. Os saturados possuem apenas uma ligação simples entre os carbonos, enquanto que os insaturados podem apresentar duas ou mais ligações duplas em sua composição.

Quanto à forma geométrica, os ácidos graxos podem ser cis ou trans. Os ácidos cis são menos estáveis em relação aos isômeros trans, pois possuem mais elétrons em torno da molécula, diminuindo assim a sua estabilidade. Portanto, a ligação trans é termodinamicamente mais estável do que a cis, razão pela qual os AGT (ácidos graxos trans) são menos reativos. Na natureza, os ácidos graxos são encontrados com maior frequência na forma cis, sendo os isômeros trans praticamente inexistentes em óleos e gorduras vegetais não refinados.

A maioria dos alimentos de origem animal, como carne de animais poligástricos (ruminantes), leite, e derivados, normalmente contêm pequenas quantidades de ácidos graxos trans. Os AGTs são formados normalmente a partir da bio-hidrogenação ruminal, através de sistemas enzimáticos da flora microbiana. Os processos de hidrogenação industrial e desodorização de óleos e gorduras formam AGTs em diferentes níveis, chegando a 50% no caso de hidrogenação parcial. Os ácidos graxos trans também podem ser formados, em menor quantidade, durante a extração e refino dos óleos e, ainda, em processos de fritura dos alimentos.

No caso específico da hidrogenação, trata-se do processo industrial através do qual os óleos vegetais líquidos são convertidos em gorduras. Esse processo consiste basicamente em agregar hidrogênio ao óleo vegetal líquido, a fim de possibilitar sua posterior conversão em gorduras sólidas ou semi-sólidas (pastosas), de acordo com a finalidade para a qual serão destinadas. Sendo assim, com relação à base graxa, as gorduras podem ser produzidas por uma combinação de óleos vegetais líquidos e/ou hidrogenados e/ou interesterificados.

Em virtude das condições de reação ocasionadas pela hidrogenação, algumas das duplas ligações presentes nos ácidos graxos (moléculas de gordura dos óleos vegetais), reconfiguram-se, formando as denominadas ligações “trans” que, por sua vez, dão origem ao que conhecemos como isômeros, ácidos graxos trans ou ainda gorduras trans, uma das duas formas geométricas que pode ser assumida pelos ácidos graxos, conforme anteriormente descrito. Portanto, a presença de gorduras trans se dá em virtude das particularidades do próprio processo de fabricação através do qual são obtidos esses produtos.

Com base nos estudos científicos que comprovam os efeitos dos AGTs na saúde do consumidor (aumento do colesterol LDL e redução do HDL), desde 2004 tem havido uma mudança significativa na composição das gorduras vegetais utilizadas como matérias-primas em diversos tipos de alimentos. As gorduras vegetais até então disponíveis eram desenvolvidas predominantemente a partir de óleo de soja hidrogenado. O óleo de soja representava, na época, cerca de 80% da matéria-prima utilizada para a produção das gorduras vegetais. Desde então, em virtude das iniciativas dos órgãos governamentais e das indústrias de alimentos, visando reduzir os teores de gorduras trans nos alimentos, o processo de hidrogenação de óleos vegetais passou a ser parcialmente substituído por outros processos, como a interesterificação e o fracionamento de óleos, com a utilização de uma diversidade maior de matérias-primas (óleos de palma, palmiste, algodão, etc).

Investimentos significativos têm sido feitos nos últimos anos em pesquisa e desenvolvimento de processos e produtos, bem como na adequação de linhas de produção, para se obter alimentos com baixos teores de gorduras trans, sem alterar as características desejadas pelos consumidores (características sensoriais e aplicação destes alimentos). A alocação de recursos para estas mudanças têm sido fomentadas pelas grandes indústrias de alimentos no país. Estes investimentos têm propiciado que outros processos (como a interesterificação, por exemplo), mesmo sendo mais caros que o processo de hidrogenação, alcancem escala para se tornar economicamente viáveis. Deste modo, isto também tem permitido que as médias e pequenas empresas possam substituir as gorduras hidrogenadas por gorduras interesterificadas ou obtidas por outros processos, possibilitando a fabricação de uma variedade cada vez maior de alimentos com baixos teores de gorduras trans.

Sobre o aspecto das matérias-primas utilizadas nos diferentes processos de fabricação de gorduras vegetais, alguns pontos merecem destaque. No Brasil, a disponibilidade de óleos vegetais para fabricação de gorduras é predominantemente de óleo de soja, mas também há outros óleos como de algodão, de palma, palmiste e, em escala menor, de milho, girassol e canola. Estes últimos (milho, girassol e canola) não são empregados, atualmente, em grande escala nos processos industriais de alimentos, devido a sua baixa disponibilidade no Brasil, características peculiares de tecnologia, performance no produto final e do alto custo, quando comparado com o óleo de soja.

Por outro lado, a disponibilidade dos óleos de palma e palmiste, provenientes de matéria-prima nacional, não atende a demanda interna, motivo pelo qual se importa uma grande quantidade de óleo de palma (e derivados) de outros países, especialmente da Malásia e Indonésia. Apesar disto, juntamente com o avanço tecnológico dos processos, também tem ocorrido uma evolução na utilização de combinações de óleos líquidos (especialmente óleo de soja com óleos de palma e de palmiste) na formulação de gorduras vegetais.

Em 2005, o óleo de soja representava 80% da matéria-prima utilizada na indústria de alimentos, enquanto os óleos de palma e palmiste representavam cerca de 10%. Neste mesmo período, o processo de hidrogenação de óleos era utilizado em quase toda a produção de gorduras vegetais e margarinas. Apesar do óleo de soja continuar sendo a principal matéria-prima, representando 50% do óleo utilizado, houve um aumento na utilização do óleo de palma e palmiste que passaram a representar aproximadamente 35 a 40% da matéria-prima utilizada na produção de gorduras vegetais.

Para entendermos estas exigências, é importante compreender os aspectos técnicos envolvidos. O óleo de soja apresenta originalmente cerca de 16% de gorduras saturadas e, por esta razão, é líquido à temperatura ambiente. Para ser utilizado na indústria de alimentos, precisa tornar-se mais pastoso ou sólido e isso acontece, tradicionalmente, através do processo de hidrogenação (a adição de átomos de hidrogênio na cadeia de carbono dos ácidos graxos insaturados presentes no óleo – os outros 84%). Neste processo de hidrogenação, os ácidos graxos insaturados vão sendo “saturados” com hidrogênio, de forma que, ao final, tem-se uma gordura vegetal pastosa ou sólida (o que é controlado conforme as especificações do produto final desejável). Neste processo, parte dos ácidos graxos insaturados altera sua configuração para um ácido graxo saturado ou para um ácido graxo trans. Por esta razão, diz-se que o processo de hidrogenação parcial pode formar ácidos graxos trans. Assim, ao fim do processo, o óleo de soja, que originalmente tinha 16% de gorduras saturadas, passa por uma modificação, de modo a ter quantidades maiores de gorduras saturadas e gorduras trans, transformando-se em um produto pastoso ou sólido em temperatura ambiente.

O óleo de palma, por sua vez, apresenta naturalmente 50% de gorduras saturadas, o que lhe confere textura semi-sólida sem conter gorduras trans. Desta forma não há necessidade de ser submetido à hidrogenação para obter este comportamento. Apesar disto, para atender as características de aplicação nos alimentos, conforme necessidades tecnológicas de custos e disponibilidade, é combinado com outros óleos vegetais, como o óleo de soja por exemplo, e submetido a outros processos como a interesterificação. Este processo não modifica a estrutura dos ácidos graxos, mas “combina” os ácidos graxos saturados do óleo de palma com os ácidos graxos insaturados do óleo de soja de forma aleatória (ocorre um “rearranjo” dos ácidos graxos na molécula de glicerol, ou seja, não são alterados, mas mudam de posição). Como não há hidrogenação, não há formação de gorduras trans. Ao final, obtém-se uma gordura vegetal que apresenta aspecto semi-sólido, resistência ao calor, estabilidade à oxidação e outras características desejáveis para a aplicação nos produtos finais, mantendo baixos teores de gorduras trans. No entanto, isto poderá resultar em elevados teores de gorduras saturadas.

Desta forma, torna-se um grande desafio para a indústria o desenvolvimento de um processo de fabricação ou matéria-prima que possibilite a obtenção de gorduras vegetais sem (ou com baixos níveis de) ácidos graxos trans e, ao mesmo tempo, com baixos teores de ácidos graxos saturados, pois somente os óleos líquidos possuem esta característica. Estes, no entanto, não encontram aplicação direta como ingredientes nos diversos alimentos, por todas as características técnicas que cada produto alimentício requer (textura, resistência ao calor, derretimento à boca, estabilidade oxidativa, cristalização, plasticidade, etc.).

Visto que para a fabricação de alimentos são necessárias as gorduras vegetais e estas, por sua vez, precisam ser sólidas ou pastosas, é fundamental que os ácidos graxos saturados sejam obtidos da própria matéria-prima (como palma e derivados) ou durante a modificação destes óleos com os processos industriais de hidrogenação. Estas questões caracterizam as limitações tecnológicas existentes para a obtenção de gorduras vegetais com baixos teores de gorduras trans e também com baixos teores de gorduras saturadas.

Neste sentido, muitos estudos têm sido desenvolvidos com o objetivo de atender às exigências do mercado no que tange aos cuidados com a saúde (redução dos teores de saturados e trans), procurando produtos substitutos ou complementares, que propiciem alimentação mais saudável à população. Tem sido um grande desafio para as indústrias desenvolver um óleo/gordura alimentícia com propriedades diferenciadas, as quais proporcionem ao consumidor, através da sua adição em produtos finais (biscoitos, recheios, bolos, sorvetes, balas, confeitos, etc.), a melhoria de valores nutricionais, com redução dos teores de trans e também de saturados.

A grande questão é a superação dos inconvenientes causados pela redução de saturados e trans de gorduras e/ou blends de óleos e gorduras em termos industriais, o que pode limitar o desempenho da cristalização quando utilizados em determinadas aplicações da indústria alimentícia. A principal delas é o uso em recheados (biscoitos, waffers, etc.), nos quais a alteração da estrutura (pela redução do teor de sólidos e aumento da presença de óleos líquidos ou de gorduras de menor ponto de fusão) dificulta a cristalização adequada dos recheios, tornando-os excessivamente macios, além de causar grandes perdas e/ou reprocesso.

A estrutura da maioria dos alimentos à base de óleos e gorduras é composta por redes de cristais de triacilgliceróis oriundos de bases graxas com alto ponto de fusão. Estas bases graxas com alto ponto de fusão são conhecidas como “esqueleto” e contêm altos teores de ácidos graxos saturados, que estão entre os fatores de risco para o aumento da probabilidade de desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Desta forma, torna-se desejável (e necessário) o desenvolvimento de caminhos alternativos para a estruturação dos óleos comestíveis, sem o aumento dos teores de saturados e trans.

Normalmente, para a formulação das gorduras vegetais são combinados vários tipos de processos, tais como hidrogenação, interesterificação e fracionamento. Estas operações, além de ser combinadas, também podem ser realizadas a partir de uma matéria-prima única ou através da mistura de dois ou mais tipos de matérias-primas. Como alternativas ao processo de hidrogenação parcial, sem causar significativo aumento das gorduras saturadas, para aplicações que não requerem estrutura física (teor de sólidos), tais como frituras e massa de biscoito, pode-se recomendar os seguintes processos:

  • Mistura de óleos líquidos, incluindo os oriundos de sementes de oleaginosas que sofreram melhoramento genético (biotecnologia). Dependendo da matéria-prima utilizada, pode ser necessária a adição de antioxidantes (manutenção do shelf life e da estabilidade oxidativa). Deste modo, poderá haver aumento do custo da formulação, que dependerá do tipo da matéria-prima utilizada e dos aditivos adicionados, resultando em maior investimento fabril (sistema de tanques e linhas para receber os novos óleos adquiridos);

Aplicações que requerem estrutura física (sólidos), tais como recheios de biscoitos e de bombons, sorvetes, margarinas, cremes tipo chantilly, etc.:

  • Blend de óleos líquidos com bases graxas totalmente hidrogenadas, com adição ou não de bases interesterificadas (frações de palma ou não);
  • Mistura de frações de palma com bases interesterificadas e/ou com totalmente hidrogenados;
  • Utilizar frações de palma (com adição ou não de totalmente hidrogenados). Importante considerar que gorduras totalmente hidrogenadas tendem a apresentar mais sólidos a 37 °C e, desta forma, dependendo da quantidade adicionada, o derretimento à boca pode ser prejudicado;
  • Estruturação de óleos com ingredientes com propriedades lipídicas (tais como emulsificantes especiais) e não lipídicas (hidrocoloides, fibras, etc). Neste caso, pode haver restrições regulatórias (aditivos e ingredientes ainda não aprovados para uso) e/ou restrições com relação a know how (pedidos de patentes), além de custos possivelmente mais altos (investimentos em pesquisas).

Seja qual for a aplicação, nos diversos tipos de alimentos é necessário que algumas características sejam observadas, tais como: possível impacto na percepção sensorial (cerosidade à boca e quanto à liberação de sabores), separação de fases (grandes quantidades de óleo líquido para aplicações que requerem estrutura mais sólida), migração de gordura no produto final, consistência, compatibilidade com outros ingredientes utilizados (castanhas, leite, etc.) e a velocidade da cristalização no processo. A cristalização, aliás, é de grande importância para a indústria. Dependendo da tecnologia adotada, obtém-se uma velocidade lenta de cristalização, obrigando as indústrias a investir em equipamentos com alta capacidade de resfriamento durante o processo de cristalização.

Devido a estas possíveis modificações no produto e no processo, torna-se necessário que sejam avaliados alguns pontos antes e durante a mudança da formulação, tais como:

  • Adequação do processo de envase e dos parâmetros de processo (condições de cristalização devido às novas características do produto, principalmente sua textura);
  • Adequação dos rótulos, em função das possíveis alterações;
  • Realização de novos estudos de shelf life e de da aceitação do consumidor;
  • Nova avaliação de preços, custos, margens e posicionamento (investimentos fabris, pesquisas, novas matérias-primas, novos ingredientes, etc.).

Embora um grande número de pesquisas sobre sistemas lipídicos estejam sendo realizadas, ainda há a necessidade de maiores informações sobre a interação entre os triacilgliceróis e os ácidos graxos, as condições de processo, a estrutura cristalina e a funcionalidade física (conteúdo de sólidos, comportamento de fusão, textura e dureza). A redução dos ácidos graxos trans e saturados nos produtos alimentícios é um caminho sem volta. Vários desafios tecnológicos e mercadológicos precisam ainda ser superados, mas os avanços tecnológicos aliados à saudabilidade impulsionam a indústria a buscar soluções cada vez mais viáveis do ponto de vista econômico e fabril, visando, sobretudo, a saúde e a satisfação do consumidor.

Raquel Bonati Moraes Ibsch é consultora técnica em óleos e gorduras, membro da Diretoria da SBOG e acadêmica do Programa de Pós Graduação em Engenharia Química da Universidade Regional de Blumenau.

 

Referências Bibliográficas

BAILEY, A.E. Industrial oils and fat products. Bailey’s industrial oils and fats.  p. 691 – 710, 1951.

GRIMALDI, R.; GONÇALVES, L.A.G. Gorduras Low  Trans/Low Sat: Um novo desafio para a indústria. Food Ingredients Brasil, n.7, p.42-44, 2009.

FÁBIO, M. O que é uma Gordura Trans. Revista Química Nova na Escola, v.32, n.2, 2010. p. 20 – 27.

Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, v.40, n.4, 2005. p.505 – 520.

NARINE, S.S; MARANGONI, A.G. Factors influencing the texture of plastic fats. Inform. v.10, p.565-570, 1999.

PUBLICAÇÃO EXCLUSIVA REVISTA ÓLEOS & GORDURAS – ED. MAR/ABR 2017

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