Como a nanotecnologia pode ser utilizada na indústria láctea?

Bruna B. Durço¹, Mariana A. G. da Silva², Joice A. Correia², Paula Thaís S. Soares³, Mariana T. C. Machado²; Maria Carmela K. H. Duarte³, Erick A. Esmerino^1,2,3

¹ Universidade Federal Fluminense, Faculdade de Veterinária, Departamento de Tecnologia de Alimentos
² Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Instituto de Tecnologia, Departamento de Tecnologia de Alimentos
³ Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro, Departamento de Tecnologia

Na indústria de alimentos é crescente a busca por tecnologias que auxiliem na produção e manutenção da qualidade dos produtos. Isso é especialmente verdade no setor de lácteos, que possui uma matriz rica em nutrientes e de alta versatilidade, o que permite o desenvolvimento de inúmeros produtos. Neste sentido, a nanotecnologia surge como um campo da tecnologia interessante, sendo utilizada na busca por processos e produtos inovadores e amplamente disseminada pela indústria de eletroportáteis, farmacêutica, têxtil, higiene, cosméticos e biocombustíveis. Já em alimentos, as nanotecnologias têm sido frequentemente utilizadas para auxílio na fabricação dos produtos.

Tal tecnologia trabalha em escala nanométrica, ou seja, o uso/transformação de nanoestruturas (1 a 100 nanômetros) que apresentam tamanhos, formatos e estruturas internas variáveis e, por isso, podem alterar propriedade específicas com amplo potencial de ação e aplicação. Um exemplo são as chamadas nanofoods, que, apesar do conceito histórico, são tecnologias emergentes com atuação diversificada e dependente da matriz alimentícia e podem ser visualizadas do campo à mesa do consumidor. Algumas aplicações são: auxílio à produção, encapsulamento e proteção de componentes funcionais, liberação controlada de substâncias, aumento da validade comercial, aplicação à embalagens de alimentos, segurança do alimento, incorporação de novas funcionalidades, realce de características sensoriais ou enriquecimento de produtos, como por exemplo, nanocápsulas ricas em ômega-3.

No setor agropecuário, por exemplo, a nanotecnologia tem sido utilizada na melhoria da produtividade de forrageiras com nanoformulações de agrotóxicos; nanosensores que monitoram a saúde dos animais e detectam pesticidas nas culturas; nanopartículas que eliminam resíduos tóxicos de pesticidas e outras tecnologias que visam garantir a segurança, sustentabilidade e o aumento efetivo do sistema produtivo. Em equipamentos nas indústrias de laticínios o emprego da nanotecnologia tem avançado bastante. Observou-se que nanoestruturas aplicadas ao revestimento de placas trocadoras de calor reduzem em 70% o tempo necessário para higienização do equipamento, especialmente devido a menor incrustação do leite, quando comparadas às placas de aço inoxidável, comumente utilizadas no processamento térmico da matéria-prima. Dispositivos de nanotecnologia também podem ser utilizados na identificação de microrganismos de importância para produtos lácteos ao longo da linha de processamento, assim como o emprego de nanofiltradores para, por exemplo, recuperar constituintes de interesse — como a lactose — , além do uso enzimático associado à nanotecnologia, para o tratamento de resíduos da indústria.

A nanotecnologia aplicada a embalagens possui essencialmente o intuito de prolongar o prazo comercial do produto, assim como promover e garantir características físicas e sensoriais adequadas, dando origem às chamadas embalagens ativas. Em aplicações comerciais de queijos e outros produtos lácteos, restringem a permeação de gases (nanoclay) reduzindo o estresse oxidativo e prolongando as características sensoriais e a viabilidade de probióticos do produto. Destacam-se ainda outras propriedades, como revestimento antibacteriano, sensores de biodegradação, embalagens mais flexíveis, resistentes e duráveis e, mais recentemente, o desenvolvimento de revestimentos nanocomestíveis para produtos lácteos.

Nas indústrias lácteas a nanotecnologia já é naturalmente empregadas com as estruturas básicas do leite, como as micelas de caseínas, os glóbulos de gordura e as proteínas do soro, que são estruturas em micro e nanoescalas utilizadas para a formação de derivados lácteos como manteigas, queijos, sorvetes e outros. Contudo, por meio da aplicação de nanoemulsões é possível controlar a morfologia, a área de superfície, a geometria, a homogeneidade, a comportamento reológico e outras propriedades da emulsão com o uso mínimo de estabilizantes, melhorando a segurança, qualidade, prazo de validade, características sensoriais, como sabor e textura, ou seja, aprimorando a aceitação geral dos produtos. Certamente a nanoencapsulação é o campo mais explorado no setor de lácteos, sendo largamente utilizado na proteção de propriedades funcionais, nutricionais e na manutenção de características físicas e sensoriais. Os probióticos — microrganismos considerados vivos que quando consumidos em quantidades suficientes são benéficos à saúde — são principalmente aplicados a matrizes lácteas como iogurte, leites fermentados e queijo. A nanoencapsulação permite a proteção do microrganismo frente a características do produto e do organismo, aumenta sua estabilidade e facilita a absorção, melhorando sua funcionalidade.

O uso óleos essenciais como conservantes naturais em matrizes lácteas também tem sido crescente, principalmente em queijos. Entretanto, os óleos possuem aroma característico que podem muitas das vezes reduzir a aceitabilidade do consumidor. Assim, podem ser aplicadas tecnologias como a nanoemulsão e a nanoencapsulação que, além de reduzir o impacto sensorial, também atuam na proteção dos compostos voláteis antimicrobianos e antioxidantes. Há, ainda, exemplos de nanopartículas na proteção de vitaminas, antioxidantes e compostos lipídicos. Em estudo recente, observou-se que a adição com fins terapêuticos de bioativos lipofílicos, como a curcumina nanoencapsulada em sorvete, não gerou alterações sensoriais significativas. Em estratégias de valorização de propriedades físicas e sensoriais de produtos lácteos, observou-se que a adição de nanopartículas contendo carotenoides, a exemplo da zeaxantina em iogurte, proporcionou uma cor mais atraente para o consumidor, além de prolongar o prazo de validade do produto. Além disso, a adição de luteína, ainda que de forma livre, em queijo prato reduziu a oxidação lipídica, aumentando a aceitação. Sugere-se que resultados com a adição de nanocápsulas sejam ainda mais promissores. Ainda são possíveis enfatizar propriedades nutricionais como transportador lipídico nanoestruturado para transporte de vitamina D em bebida a base de leite, leite enriquecido com cálcio nanométrico e gordura nanoemulsionada em queijo cheddar e propriedades texturizantes, como nanofibras utilizadas em espessantes.

Com crescentes e promissoras pesquisas sobre o uso das nanotecnologias em alimentos, torna-se necessário a regulamentação das suas aplicações, visto que poucos países possuem legislações direcionadas a tecnologia. Grande parte do material envolvido no desenvolvimento nanotecnológico é inofensiva, entretanto, é crescente a preocupação com o comprometimento da saúde do consumidor, reforçando a necessidade de regras que imponham limites e selecionem os nanomateriais permitidos. Nos Estados Unidos, Nova Zelândia e alguns países da Europa, o avanço da nanotecnologia é notável, impulsionado por plataformas interativas, comissões e eventos. Inclusive em alguns países da Europa, legislações já começam a abordar o uso da nanotecnologia nos alimentos, com devida indicação no rótulo. Embora a Food and Drug Administration (FDA) — agência federal regulatória de produtos e saúde dos Estados Unidos — possua um documento de orientação para as indústrias de alimentos que utilizem nanotecnologia em seus produtos, não há ainda uma regulamentação objetiva sobre o tópico.

No Brasil, e em outros países da América Latina, os estudos científicos estão avançando, e parcerias com outros países têm aumentado a difusão do conhecimento. Nacionalmente, apesar de terem sido criados um Grupo de Trabalho (GT) sobre o Marco Regulatório no Fórum de Competitividade de Nanotecnologia e o Comitê Interno de Nanotecnologia (CIN/ANVISA), encontram-se arquivados, por exemplo, os projetos de lei nº 5.133/2013 (BRASIL, 2013a) e 6.741/2013 (BRASIL, 2013b), que tratam de produção e destino de rejeitos e rotulagem de produtos, não havendo uma legislação nacional que aborde o tópico.

Destaca-se ainda que apesar dos avanços e distintas aplicações, a nanotecnologia ainda é notoriamente desconhecida, principalmente pelos consumidores. Neste sentido, impõe-se um grande desafio para o setor acadêmico e industrial, que deve despertar o conhecimento, avaliar a percepção dos consumidores e adotar estratégias de comunicação efetivas que informem, por exemplo, os benefícios e mitiguem falsas informações sobre riscos associados a esta tecnologia.

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