Tecnologias emergentes são úteis para manter a estabilidade de prebióticos?

Prebióticos são compostos não digeríveis que são seletivamente utilizados pelos microrganismos do hospedeiro, alterando a composição da microbiota do intestino e favorecendo o desenvolvimento de bactérias benéficas, resultando em benefícios à saúde. Os prebióticos já estabelecidos são classificados em três grupos: polióis (lactulose, xilitol e manitol), oligossacarídeos (fruto-oligossacarídeos [FOS], galato-oligossacarídeos [GOS], isomalto-oligossacarídeos [ISO], xilo-oligossacarídeos [XOS], dentre outros) e fibras (celulose, dextrina, pectina, β-glucana). No entanto, outros compostos também têm sido estudados, tais como ácido linoleico, polifenóis, dentre outros. O mercado de componentes prebióticos vem crescendo a cada década e em 2015 movimentou $2,9 bilhões no mundo. A expectativa é que cresça ainda mais nos próximos anos, em torno de $7,5 bilhões até 2023.

Os alimentos são comumente submetidos a tecnologias convencionais, como a pasteurização ou esterilização, a fim de garantir a segurança e aumentar a vida de prateleira dos produtos, promovendo a inativação enzimática e de micro-organismos patogênicos. Todavia, estes tratamentos podem reduzir o valor nutricional e comprometer os atributos sensoriais dos alimentos, resultando em um produto de baixa qualidade. A partir disso, novas tecnologias de processamento têm surgido para garantir a segurança do alimento e reduzir as perdas sensoriais.

As tecnologias emergentes podem ser definidas como aquelas em desenvolvimento e estágio de pesquisa, que possuem um grande potencial para estarem em vigor e serem comercializadas nos próximos 5 anos. Na indústria de alimentos estas tecnologias têm surgido com o intuito de reduzir o consumo de energia, diminuir os custos e as emissões de poluentes, aumentar a sustentabilidade, qualidade, segurança e vida de prateleira do produto. Além disso, têm sido aplicadas com o propósito de manter a qualidade nutricional e sensorial dos alimentos, e reduzir a perda de compostos funcionais.

As tecnologias emergentes podem ser divididas em térmicas e não térmicas. As tecnologias emergentes térmicas comumente utilizadas em alimentos são aquecimento ôhmico (AO), aquecimento por radiofrequência (AR), aquecimento por micro-ondas (AMO) e aquecimento por infravermelho (AI). Essas tecnologias utilizam faixas de frequência diferentes do espectro eletromagnético, reduzindo o tempo de processo quando comparado ao das tecnologias térmicas convencionais. Dentre as tecnologias emergentes não térmicas, encontram-se alta pressão, alta pressão hidrostática, ozônio, luz ultravioleta, radiação não ionizante, radiação ionizante, plasma frio e ultrassom.

A alta pressão tem sido aplicada a diferentes alimentos adicionados de prebióticos. Um estudo recente avaliou o efeito do tratamento térmico convencional (pasteurização) e da alta pressão hidrostática (P₉₀>10 min e 500 Mpa/1,5 min/200C, respectivamente) em purês de maçã enriquecido com FOS e com inulina. Os autores notaram que a inulina sofreu maior hidrólise após a pasteurização do que após o tratamento de alta pressão, já o conteúdo de FOS não apresentou diferença significativa após os dois tratamentos.

A inulina pode ser dispersada em água, formando um gel. O processamento de alta pressão hidrostática foi aplicado à inulina para avaliação da sua capacidade de geleificação. Foi observado que a aplicação de alta pressão hidrostática a 103 e 207 MPa resultou em uma melhor formação de gel para concentração de 9% de inulina (intermediária), e que valores muito altos de alta pressão hidrostática afetam negativamente a força do gel. Sendo assim, é possível observar que os parâmetros do processo têm impacto significativo nas características do produto obtido.

Outro estudo avaliou a degradação de FOS em suco de laranja após a aplicação da alta pressão (450 MPa/5 min/11,50C) quando comparada a aplicação da tecnologia de plasma frio atmosférico (70 kV por 15, 30, 45, 60 s). Os FOS adicionados em suco de laranja sofreram menor despolimerização após o uso de plasma frio atmosférico do que após a alta pressão. Além disso, houve uma pequena variação na cor do suco de laranja submetido a esses dois tratamentos.  O suco de laranja com oligossacarídeos após ser submetido a técnica de plasma frio atmosférico e ozônio (70 kV à 15, 30, 40, 60 s e 0,057, 0,128, 0,230 mg/O₃ mL de suco, respectivamente) manteve o conteúdo de compostos fenólicos e a coloração. Apesar disso, o ozônio proporcionou maior redução no conteúdo de oligossacarídeos que o plasma frio atmosférico.   

Alguns trabalhos do nosso grupo de pesquisa avaliaram o efeito do ultrassom de alta intensidade (0, 200, 400 e 600 W) aplicado a bebida prebiótica (inulina) de graviola e soro de leite. O estudo mostrou efeitos positivos após aplicação do ultrassom como o aumento do conteúdo de compostos fenólicos, de compostos voláteis e da atividade anti-hipertensiva, mas também efeitos negativos como a degradação do ácido ascórbico.

Conclui-se que as tecnologias emergentes podem ser utilizadas no processamento de alimentos resultando em produtos com qualidade semelhante ou superior àqueles processados por tecnologias convencionais. As características dos produtos e a estabilidade do componente prebiótico são dependentes da matriz alimentar, da tecnologia empregada e dos parâmetros de processo. Contudo, são necessários mais estudos a fim de desenvolver equipamentos em escala industrial de baixo custo para aumentar a aplicação das tecnologias emergentes.

Autores:

Natália G. Ribeiro¹, Ramon Silva Rocha^1,2,  Jonas T. Guimarães², Celso F. Balthazar², Erick A. Esmerino², Márcia Cristina Silva¹, Tatiana C. Pimentel³, Adriano G. Cruz¹

¹ Instituto  Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Departamento de Alimentos

² Universidade Federal Fluminense (UFF), Faculdade de Medicina Veterinária

³ Instituto  Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná (IFPR), Campus Paranavaí

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