9 jan, 2018
por Daniel Geraldes
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Uso de ingredientes microencapsulado – Óleo de Palma

USO DE INGREDIENTE MICROENCAPSULADO COMO ESTRUTURANTE DE DIFERENTES SISTEMAS COM ÓLEO DE PALMA

Mascarenhas, M.C.C.N.; Chiu, M.C.; Gonçalves, L.A.G.

Departamento de Tecnologia de Alimentos – Faculdade de Engenharia de Alimentos , PO.BOX 6091 – UNICAMP – CEP 13083-970 – Campinas, SP, Brasil.

 

Introdução

Em um cenário de busca por saudabilidade nos alimentos e restrição total das gorduras trans, as bases lipídicas para uso em confeitaria, margarinas, sorvetes e recheio estão em constante desenvolvimento. O óleo de palma (OP) tem sido uma matéria prima com amplo uso nestes produtos, porém sua lenta cristalização e menor consistência à temperatura ambiente afeta sua aplicação industrial. Sua composição em ácidos graxos (AG) é balanceada, composta por teores similares de AG saturados, como o ácido palmítico (48%) e ácido esteárico (4%) e de AG insaturados, como o ácido oleico (37%) e ácido linoleico (10%). Em relação à vida de prateleira, o baixo teor de ácidos linoléico e linolênico conferem boa estabilidade térmica, bem como o menor teor de triacilgliceróis (TAG) de cadeia curta conferem a diminuição do nível de off-flavour, já que estes são susceptíveis à hidrólise. Em relação à consistência, o conteúdo de sólidos é maior em relação aos demais óleos vegetais e, por isto, considerado adequado para locais com climas mais quentes, proporcionando característica física semissólida e plasticidade (GUNSTONE, 1997, 2005; BASIRON, 2005).

A funcionalidade e aplicabilidade dos óleos e gorduras em produtos alimentícios são definidas pelas suas propriedades estruturais e cristalinas. Para ampliar o uso dos óleos e adequação de consistência e estabilidade oxidativa de gorduras, para uso em shortening e para uso geral, existem várias tecnologias utilizadas individualmente ou combinadas. Algumas destas tecnologias são a modificação química através da hidrogenação parcial ou total, interesterificação química ou enzimática, fracionamento a seco ou por solvente e a utilização de sementes de cristalização e estruturantes. Porém, a adequação das novas frações lipídicas tem como consequência problemas de comportamento de cristalização como polimorfismo inadequado, exsudação de óleo, formação de aglomerados cristalinos e períodos de indução incompatíveis com determinadas aplicações industriais. Para a indústria de óleos comestíveis os estudos de alternativas de modificação, estabilização e controle da cristalização de bases lipídicas é de total importância (PODMORE, 1994; GUNSTONE, 1997; RIBEIRO et al., 2009a).

Por muitos anos as gorduras parcialmente hidrogenadas foram amplamente utilizadas e atendiam uma vasta gama de aplicação, porém como o processo de hidrogenação parcial produz ácidos graxos trans (AGT), comprovadamente prejudiciais à saúde, a busca por alternativas tecnológicas para obtenção de produtos com mesmas características físicas e conteúdo mínimo a zero de AGT vem sendo amplamente estudadas (RIBEIRO et al., 2009a; VANNICE; RASMUSSEN, 2014)

A utilização de sementes de cristalização possui algumas vantagens como menor sensibilidade às variações de temperatura, facilidade de aplicação, redução no tempo do processo de cristalização e produtos lipídicos com qualidade superior (LONCHAMPT; HARTEL, 2004).

As sementes de cristalização podem ser de diversas naturezas, desde a própria gordura cristalizada micronizada como manteiga de cacau e outros aditivos em chocolate (HACHIYA; KOYANO; SATO, 1989a; HACHIYA; KOYANO; SATO, 1989b), partículas de cacau em chocolate (SVANBERG; AHRNÉ; LORÉN; WINDHAB, 2011), emulsificantes (BASSO et al., 2010; SANTOS, 2013, DOMINGUES, 2013), óleos totalmente hidrogenados (OTH) que são gorduras sólidas com ponto de fusão alto e cristalização bastante rápida (OLIVEIRA, 2011) e compostos puros de triacilgliceróis (SATO, 2001).

Para uma funcionalidade ideal do OTH como sementes de cristalização, a adição deve ser na forma de microcristais para que ao redor destes se inicie o processo de cristalização. A produção destes microcristais pode ser através de várias técnicas como spray chilling, spray dryer, moagem, microemulsão e microencapsulação (UNICAMP, 2012, UNILEVER; UNILEVER, 2007, O´BRIEN et al., 2003, MCCLEMENTS; DECKER; WEISS, 2007).

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da adição de ingrediente composto por cristais de OTH de soja microencapsulados (diâmetro médio 9 µm), na estruturação de óleo de palma e em diferentes sistemas lipídicos, como emulsão e recheio (sistema anidro), como alternativa para uso em produtos de panificação, confeitaria, margarinas e sorvetes trans free.

 

Material e Métodos

O óleo de palma refinado de origem comercial da Agropalma S.A. (Pará – Brasil) foi a base lipídica de todos os meios de aplicação para avaliação do comportamento do ingrediente microencapsulado (cristais de óleo totalmente hidrogenado de soja (OTHS) microencapsulado, na forma pó com diâmetro médio de partícula de 9 µm).

O uso de OTHS como semente de cristalização e estruturante nas aplicações foi avaliado comparativamente na forma direta (fundida) e na forma microencapsulada (cristais de gordura microencapsulados-CM), aplicados diretamente aos sistemas na mesma quantidade de 3% sob a fase lipídica. Foram realizadas aplicações em três sistemas lipídicos: óleo de palma (dispersão e agitação a 60°C); emulsão (57% OP, 42% água, 1% lecitina de soja) através de homogeneização a 20.000 rpm por 5 min e taxa de cristalização 4°C/min a 120 rpm; sistema anidro de óleo e açúcar (50%) através de mistura a 180 rpm por 5 min e taxa de cristalização 6°C/min a 180 rpm.

Os efeitos de cristalização do OP foram obtidos através das análises:

  • Período de indução e isoterma de cristalização obtidos por Espectrômetro de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) pc120 Minispec Bruker com compartimento de leitura estabilizado a temperatura de 25 °C, conforme Rousseau e Sonwai (2008), Miyasaki (2013) e Ribeiro et al. (2009b).
  • Eventos de cristalização e de fusão determinados por calorimetria diferencial de varredura (DSC) usando o modelo Q2000 TA-TX plus (EUA), com taxa de 2 ºC/ min.
  • Propriedades de consistência das emulsões e sistemas anidro foram avaliadas pelo método adaptado de penetração com cone acrílico de ponta não truncada de ângulo 60º, em Analisador de textura TA-XT Plus (Stable Micro Systems – Extralab) controlado por microcomputador.
  • Microestrutura através de microscópio ótico Olympus BX53 com captação de imagens através de uma câmera digital Olympus DP73, objetiva Uplan FL N 20x/0,50 e programa de aquisição de imagens Cell Sens Standard 1.7.1.
  • Estabilidade na armazenagem das emulsões foi avaliada através de ciclizações 1 dia a 5°C e 1 dia a 25 °C, adaptada de Tanaka, Miura e Yoshioka (2007). Após 3, 7 e 14 dias foram realizadas avaliações da microestrutura por microscopia sob luz polarizada (MLP) e da macroestrutura por avaliação visual, em relação às fissuras, contração e exsudação.
  • Exsudação de óleo do sistema anidro foi avaliada através de teste de exsudação em papel de filtro. Bolas de 3 g de sistema anidro foram preparadas e colocadas ao centro de papel de filtro com diâmetro de 11 mm (gramatura 80 g/m2, espessura 205 µm, poros 14 µm) e mantidas por 4 h de contato. Após este tempo, as bolas foram retiradas e a área de óleo exsudado no papel de filtro foi medida.

 

Resultados e Discussão

O ingrediente microencapsulado (cristais de gordura -CM) possui microestrutura conforme Figura 1. A característica microestrutural deste ingrediente é de cristais dispersos em uma matriz esponjosa que ao ser aplicado ao meio lipídico libera os cristais de gordura (óleo totalmente hidrogenado – OTH) alterando o comportamento de cristalização do lipídio presente, atuando como semente de cristalização e estruturante.

Através das isotermas de cristalização (Figura 2) é possível observar o comportamento de semente de cristalização do OTHS adicionado diretamente e na forma microencapsulada (CM), acelerando a cristalização do OP puro. O período de indução do OP foi reduzido de 24 min para 10-15 min com o uso do ingrediente.

Este comportamento de semente de cristalização e estruturante do ingrediente também pode ser comprovado através dos eventos de fusão e cristalização obtidos no DSC. A temperatura de pico de fusão do OP aumentou de 3 °C para 13°C com adição do ingrediente indicando a formação de uma rede mais resistente à fusão. Nos eventos de cristalização (Figura 3) os picos apresentaram tendência de deslocamento para temperatura maiores (de 21 para 22°C), indicando uma estruturação do OP adicionado de OTHS, característica de produtos mais consistentes.

Para avaliar de forma experimental esta tendência comportamental do ingrediente como estruturante, foram determinadas as consistências das emulsões e dos sistemas anidro (recheio).  A consistência da emulsão de OP a 25°C por 1 dia foi de 141,91 gf/cm2, aumentando para 175,87 gf/cm2 com adição do OTHS direto e para 323,96 gf/cm2 com adição do ingrediente (CM), conforme observado na Figura 4. A mesma tendência foi observada em temperatura de 5°C, tanto para 1 dia como para 1 mês (Figura 5).

Mesmo as análises indicando o comportamento estruturante do ingrediente, para emulsões a avaliação da estabilidade por tempo e variações de temperatura é de grande importância. As emulsões foram avaliadas em relação à estabilidade e durante as ciclizações de 1 dia a 5°C e 1 dia a 25°C, a emulsão apenas com OP apresentou exsudação em 3 dias e a emulsão com adição do ingrediente (CM) se manteve estável por 14 dias. A exsudação da emulsão com OTHS fundido ocorreu em 7 dias. Esta emulsão apresentou forma rígida com aparecimento de fissuras e contração com 3 dias de ciclização, sendo que a emulsão com o ingrediente (CM) não apresentou fissuras e contração por mais de 14 dias. Este comportamento pode ser explicado pelas microestruturas das emulsões neste processo de ciclização apresentadas na Figura 8. A forma de crescimento dos cristais na estruturação das emulsões e o comportamento durante a ciclização apresentam-se diferentes, sendo a emulsão com ingrediente (CM) uma estrutura cristalina com menores cristais, mais homogêneos e dispersos em toda a rede.

No caso de sistema anidro, a exsudação de óleo é um fator crítico de qualidade, como em recheios de biscoitos e bombons. O sistema anidro com o uso de ingrediente (CM) exsudou 35% de óleo a menos.

Avaliando a microscopia de todos os sistemas (Figuras 8, 9 e 10), é possível observar a ação como semente de cristalização e de alteração na estrutura cristalina do ingrediente no OP. A formação das matrizes cristalinas apresentam menor número de aglomerados e dispersão mais homogênea. Esta característica da matriz formada pode facilitar o aprisionamento da fase líquida presente, além de certa mobilidade e capacidade de reversibilidade na estabilização, sem a formação de matriz compacta e rígida com possíveis fissuras e contrações.

 

Conclusão

O ingrediente (CM) composto por cristais de gordura microencapsulados indicou atuação na semeadura do óleo de palma e sistemas lipídicos pela aceleração da cristalização e homogeneidade na estruturação da matriz cristalina.

Nas aplicações avaliadas ouve liberação dos cristais de OTHS microencapsulados presentes no ingrediente adicionado, se comportando como agente estruturante e de estabilização de gordura. Os resultados foram mais interessantes que os obtidos com uso de OTHS na forma fundida. Além da facilidade de aplicação, manuseio, armazenamento e transporte devido a sua forma pó e de fácil dispersão, este ingrediente demonstrou ser uma opção interessante na busca de alternativas de gorduras trans free com consistências mais adequadas, menor exsudação de óleo e maior estabilidade de emulsão.

 

Agradecimentos

Agradecimentos aos fornecedores Cargill, Agropalma, Solae e Bunge e aos órgãos de fomento Capes e Fapesp.

 

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