Desafios e estratégias para produção de sorvetes probióticos

A expansão do conhecimento quanto à funcionalidade de vários alimentos tem incentivado a procura dos consumidores por produtos mais saudáveis. Esta tendência estimula as indústrias alimentícias a investirem cada vez mais em Projetos de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I) por meio do desenvolvimento de novos alimentos funcionais que possam suprir esse nicho de mercado (Guimarães et al., 2020).

Nos últimos anos, o processamento de sorvetes funcionais vem sendo aprimorado pela adição de microrganismos probióticos (Costa et al., 2019). Conceitualmente, os probióticos são microrganismos vivos que, quando administrados em quantidades adequadas, conferem efeitos benéficos à saúde do consumidor (Zendeboodi et al., 2020).

Entretanto, durante as etapas de processamento e estocagem do produto pode ocorrer redução na viabilidade desses microrganismos, devido a condições de estresse relacionados ao pH, acidez, congelamento, incorporação de oxigênio, concentração de açúcar, dentre outros fatores.

Desta forma, para superar esses desafios, estratégias devem ser desenvolvidas para manter a viabilidade desses microrganismos durante o processamento e estocagem dos gelados comestíveis. Portanto, esse artigo técnico pretende apresentar os principais obstáculos tecnológicos e as possíveis soluções para viabilizar a produção de sorvetes probióticos.

Principais obstáculos tecnológicos e possíveis soluções para produção de sorvetes probióticos

A Figura 1 apresenta os principais obstáculos tecnológicos enfrentados no processamento de sorvetes com a adição de probióticos e possíveis soluções.

Figura 1. Obstáculos tecnológicos relacionados à incorporação de probióticos em sorvetes e possíveis soluções.

Fonte: adaptado de Pimentel et al., 2022.

            A seguir esses obstáculos e soluções são descritos em maiores detalhes.

Matéria-prima

A adição de probióticos na produção de sorvete é influenciada pelo tipo de matriz alimentar, o que impacta diretamente na sobrevivência dos probióticos (Ranadheera et al., 2017; Terpou et al., 2019). Geralmente as culturas probióticas são adicionadas em sorvetes processados com leite bovino (Parussolo et al., 2017; Goral et al., 2018).

Entretanto, estudos utilizando outras matérias-primas como os leites de ovelha (Balthazar et al. 2018), de cabra (Silva et al., 2015) e de camelo (Hajian et al., 2020) vêm sendo cada vez mais encontrados na literatura científica.

Quando comparado ao leite bovino, o leite de ovelha apresenta em sua composição alto teor de sólidos totais. Além disso, este leite contém maiores teores de gordura, facilitando a sobrevivência dos probióticos nos produtos derivados (Ranadheera et al., 2017). Portanto, o desenvolvimento de sorvete utilizando leite de outras espécies, como leite de ovelha, pode ser uma interessante estratégia para incorporação de probióticos.

Ingredientes

Os ingredientes utilizados na formulação do sorvete podem ou não favorecer a sobrevivência dos probióticos, uma vez que a composição química destes ingredientes pode impactar na viabilidade microbiana.

Por exemplo, a adição de frutas em sorvetes, isto é, adição de polpas ácidas, deve ser avaliada com cuidado, uma vez que condições ácidas podem levar a diminuição na contagem dos probióticos (Cruz et al., 2009).

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O tipo de açúcar e/ou adoçante, bem como a sua concentração, é outro fator que apresenta impacto sobre o probiótico. Embora possa reduzir a sobrevivência do probiótico em virtude do estresse osmótico (Jay, Loessner e Golden, 2005),

por outro lado, esses componentes podem exercer efeito crioprotetor e aumentar a viabilidade do probiótico. De forma geral, os polissacarídeos de cadeia curta expressam maior atividade crioprotetora em comparação aos polissacarídeos de cadeia longa (Champagne e Rastall, 2009). Outros ingredientes, como corantes e aromatizantes, também podem prejudicar a sobrevivência probiótica, logo, é importante que a sua compatibilidade com a cultura probiótica seja avaliada (Pimentel et al., 2017).

Características do probiótico

Os Lactobacillus e Bifidobacterium são os gêneros mais comuns de bactérias usadas como probióticos na produção de diversos produtos lácteos. Novos estudos estão sendo conduzidos para seleção de cepas resistentes a diferentes condições estressantes durante o processamento e armazenamento de sorvetes.

Neste sentido, estudar os impactos das diferentes condições de processamento (pH, acidez, teor de açúcar, congelamento, presença de oxigênio, dentro outros) é fundamental para definir qual a melhor estirpe a ser utilizada, assim como selecionar quais concentrações adequadas e forma em que esta será adicionada na mistura de sorvete.

Incorporação de oxigênio

A incorporação de oxigênio é uma etapa crítica que pode afetar a viabilidade dos probióticos (Balthazar et al., 2018; Gao et al., 2021). Geralmente as culturas probióticas são microaerófilas ou anaeróbicas. Com isso, a presença de oxigênio pode ser letal para essas culturas (Champagne e Cruz, 2018).  Neste sentido, é aconselhado a utilização de cepas probióticas que apresentam resistência a presença de oxigênio.

Congelamento e Armazenamento

As células dos probióticos podem ser letalmente lesadas por danos em suas paredes ou membranas celulares causadas por tensões mecânicas de cristais de gelo que são formados no interior das células durante o processo de congelamento. Isso impacta na redução da atividade metabólica das células microbianas (Akin et al., 2007). 

Em virtude disso, a etapa de congelamento se torna um ponto crítico para a sobrevivência do probiótico. Nesse sentido, após a inoculação da bactéria, o congelamento rápido pode ser uma estratégia para minimizar os danos causados pelo congelamento lento na viabilidade do probiótico (Balthazar et al., 2018). Além disso, o uso de crioprotetores, como sacarose, glicerol, gordura ou caseína, são alternativas que ajudam a proteger a cultura probiótica de danos causados pelo congelamento.

Novas estratégias: uso da microencapsulação para aumentar a viabilidade probiótica

A microencapsulação pode ser uma interessante estratégia para proteger os probióticos de danos durante o processamento e armazenamento de sorvetes. Sua ideia se baseia em carregar as culturas probióticas em cápsulas de materiais de parede usando diferentes métodos de encapsulamento, como emulsão, spray-dryer, entre outros (Zoghi e Khosravi-Darani, 2020).

Além disso, a microencapsulação também pode ser empregada para aumentar a resistência das bactérias durante a passagem pelo trato gastrointestinal, visto que, as condições do meio podem afetar a viabilidade do probiótico durante a digestão (Favaro-Trindade et al., 2008).

Conclusão

Os sorvetes probióticos podem, de uma forma geral, definir uma nova tendência de alimentos funcionais atraentes e aceitos pelo consumidor. No entanto, é importante que seja estudado os fatores que implicam na viabilidade das bactérias probióticas.

Desta forma, é importante que as cepas probióticas utilizadas sejam adequadas e resistentes a fatores como: pH, acidez, teor de açúcar, presença de oxigênio, congelamento e armazenamento sob congelamento. Além disso, essas etapas devem ser trabalhadas de forma a manter a viabilidade das bactérias probióticas.

Autores

Flaviana Coelho Pacheco (Engenheira de Alimentos, Mestranda em Ciência e Tecnologia de Alimentos e membro do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV).

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Isabela Soares Magalhães (Nutricionista, Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos e membro do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV)

Profa. Dra. Ana Flávia Coelho Pacheco (Professora e Pesquisadora da Epamig Instituto de Laticínios Cândido Tostes e membro do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV)

Prof. Dr. Paulo Henrique Costa Paiva (Professor/Pesquisador do Instituto de Laticínios Cândido Tostes – EPAMIG-MG).

Profa. Dra. Érica Nascif Rufino Vieira (Professora do Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV e coordenadora do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV)

Prof. Dr. Bruno Ricardo de Castro Leite Júnior (Professor do Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV e coordenador do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV)

Agradecimentos:

Os autores agradecem a CAPES - Código Financiamento 001; à Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG) pelo financiamento do projeto APQ-00388-21; ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo financiamento do projeto (429033/2018-4) e pela bolsa de produtividade à B.R.C. Leite Júnior (n°306514/2020-6).

Referências

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