Imobilização de compostos bioativos em produtos lácteos funcionais

A busca por alimentos funcionais cresce a cada ano, e os produtos lácteos têm se destacado como uma base ideal para a adição de compostos bioativos, como vitaminas, antioxidantes e probióticos. O desafio está em manter esses ingredientes estáveis e ativos durante o processamento e estocagem, sem comprometer a qualidade do produto (Mohite & Waghmare, 2020; Mitropoulou et al., 2013).

Nesse cenário, a imobilização de compostos bioativos surge como uma estratégia promissora. A técnica permite proteger moléculas sensíveis contra degradação e controlar sua liberação no organismo, aumentando a eficácia e o valor nutricional dos lácteos (Zabot et al., 2022; Vélez et al., 2017).

Entre as estratégias mais exploradas estão o uso de proteínas do leite, polissacarídeos e lipídios como carreadores naturais. Essas matrizes atuam como “escudos” que preservam os bioativos, garantindo maior estabilidade e biodisponibilidade. A microencapsulação em polímeros naturais, como alginato, pectina, caseína e amido modificado, além de lipossomas e nanopartículas proteicas, já mostrou resultados positivos na proteção de vitaminas, polifenóis e carotenoides em produtos lácteos (Shamil et al., 2023; Adinepour et al., 2022).

Estudos recentes ainda destacam o potencial das proteínas do leite, especialmente as caseínas e proteínas do soro, como veículos naturais de imobilização. Isso porque são biocompatíveis, biodegradáveis e capazes de formar micelas estáveis que protegem os compostos ativos (Santana et al., 2022).

Do ponto de vista industrial, o desafio consiste em adaptar métodos de imobilização que sejam eficientes, economicamente viáveis e compatíveis com processos já estabelecidos, sem comprometer a qualidade sensorial do produto. 

Nesse contexto, a aplicação da imobilização na indústria láctea não apenas amplia o potencial nutricional e funcional desses alimentos, mas também abre caminho para a inovação tecnológica, permitindo o desenvolvimento de produtos diferenciados, de maior valor agregado e alinhados às novas demandas de consumo.

Como a imobilização protege os compostos bioativos nos produtos lácteos?

A imobilização de compostos bioativos pode ser feita por diferentes métodos, baseado no tipo de interação entre o bioativo e a matriz carreadora. Esses processos constituem a base para o uso de proteínas, polissacarídeos, lipídios e sistemas híbridos como veículos naturais (Maghraby et al., 2023).  Entre os métodos de imobilização de compostos bioativos podem-se destacar:

• Aprisionamento: consiste na incorporação do bioativo em uma rede polimérica (como proteínas ou polissacarídeos), sem interação química direta. O bioativo permanece fisicamente retido, sendo liberado gradualmente. É amplamente utilizado em sistemas de gelificação e nano/microgéis (Maghraby et al., 2023).

• Adsorção: ocorre quando os bioativos se ligam superficialmente ao material de suporte por interações fracas (eletrostáticas, hidrofóbicas ou de van der Waals). É um método simples e de baixo custo, adequado para compostos fenólicos, enzimas e alguns peptídeos bioativos (Maghraby et al., 2023).

• Ligação covalente: estabelece uma ligação química estável entre o bioativo e a matriz carreadora, proporcionando forte retenção e liberação controlada. Embora seja altamente eficaz, apresenta custo mais elevado e menor flexibilidade para aplicação em larga escala (Holyavka et al., 2025).

• Microencapsulamento: envolve o recobrimento de bioativos com uma camada protetora (proteica, polissacarídica ou lipídica), geralmente em forma de micropartículas. É um dos métodos mais aplicados na indústria de laticínios, pois protege contra degradação térmica, oxidativa e enzimática e preserva sua funcionalidade ao longo da produção, do armazenamento e do transporte. Além disso, aumenta a resistência à ação de enzimas digestivas, o que, por sua vez, aumenta sua biodisponibilidade (Rezvankhah Emam-Djomeh, & Askari, 2020).

Figura 1. Métodos de imobilização: aprisionamento, adsorção, ligação covalente e microencapsulamento

(adaptado de Xie et al., 2022).

Do bioativo ao produto final: escolhendo a matriz ideal

A escolha da técnica de imobilização depende tanto das características do bioativo quanto das propriedades da matriz alimentar em que será incorporado. Cada alimento possui particularidades físico-químicas que podem afetar a eficiência do encapsulamento, a estabilidade do composto e sua biodisponibilidade. Por isso, selecionar materiais de parede adequados é essencial para garantir que vitaminas, antioxidantes, peptídeos ou probióticos mantenham sua funcionalidade em leite e produtos lácteos (Kwak et al., 2014).

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De forma geral, os suportes utilizados podem ser divididos em três categorias principais: carreadores orgânicos, inorgânicos ou híbridos, cada um com vantagens específicas dependendo do bioativo e da aplicação desejada (Figura 2).

Figura 2. Principais categorias de carreadores: orgânicos, inorgânicos e híbridos. 

Fonte: os autores, (2025).

Carreadores orgânicos: proteínas, polissacarídeos e lipídios

Os carreadores orgânicos protegem bioativos em produtos lácteos usando proteínas, polissacarídeos ou lipídios.

• Proteínas do leite: a caseína e as proteínas do soro formam micelas ou nanopartículas que carregam vitaminas, antioxidantes e peptídeos bioativos. Além de proteger os compostos, ajudam na textura, viscosidade e sabor dos produtos (Livney, 2010; Adinepour et al., 2022).

• Polissacarídeos: alginato, carragena, pectina, celulose, amido e quitosana formam cápsulas e géis que protegem vitaminas e probióticos durante produção e armazenamento. Estudos mostram aumento significativo na viabilidade de Lactobacillus e Bifidobacterium em iogurtes e queijos funcionais (Li et al., 2019; Silva, 2018; Khosravi Zanjani et al., 2016).

• Lipossomas e nanoemulsões: encapsulam bioativos hidrofóbicos ou hidrofílicos, aumentam a estabilidade, protegem da oxidação e aumentam a absorção de nutrientes e compostos antioxidantes. Também ajudam a manter sabor e aparência dos produtos (Ribeiro et al., 2020; De Avila et al., 2023; Ghorbanzade et al., 2017; Rasti et al., 2017; Panghal et al., 2019; Queirós et al., 2020).

Carreadores inorgânicos: fortes e estáveis

Carreadores como sílica, alumina e titânia são resistentes, duráveis e com alta área de superfície. Podem ser usados para proteger bioativos, mas é preciso observar normas de segurança e regulamentação (Yushkova et al., 2019).

Carreadores híbridos: combinação estratégica entre matrizes orgânicas e inorgânicas

• Unem propriedades de estabilidade, proteção e biocompatibilidade (Xie et al., 2022).

• A formação de complexos entre proteínas lácteas (caseína, lactoalbumina) e polissacarídeos (pectina, goma arábica, quitosana) estabilizam bioativos sensíveis e modulam a sua liberação no organismo. Protege antioxidantes e vitaminas e podem ser aplicados em iogurtes e bebidas lácteas funcionais, mantendo o sabor e valor nutricional (Sun et al., 2022).

• Gelificação iônica: polissacarídeos carregados negativamente (como o alginato) com cátions divalentes (como Ca²⁺). Protege vitaminas lipossolúveis, probióticos e antioxidantes durante produção e armazenamento de leites, queijos e iogurtes (Souza et al., 2024).

Alguns exemplos do uso do complexo proteína-polissacarídeo para encapsulamento de compostos bioativos com aplicação em produtos lácteos são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1. Aplicações de complexos proteína-polissacarídeo no encapsulamento de compostos bioativos para uso em matrizes lácteas.

Fonte: Wei et al., (2024); Wei & Huang, (2019).

Escolhendo o carreador correto

Nem todo material é adequado para imobilização de bioativos em alimentos. O carreador ideal deve:

• Ser estável quimicamente, fisicamente e biologicamente durante processamento;

• Ter resistência mecânica, para suportar reatores e operações industriais;

• Ser não tóxico tanto para o bioativo como para o produto;

• Possuir alta capacidade de carregamento.

Além disso, deve-se avaliar custo-benefício e disponibilidade do material, bem como propriedades físicas como porosidade, capacidade de intumescimento e resistência à compressão. Aspectos da aplicação, como risco de crescimento microbiano, biodegradabilidade e solubilidade do suporte, também influenciam o desempenho do sistema.

Considerações finais

Por fim, pode-se concluir que a imobilização de compostos bioativos em lácteos é uma estratégia promissora para criar alimentos funcionais de maior valor agregado. Carreadores orgânicos, inorgânicos e híbridos oferecem soluções versáteis. Técnicas como aprisionamento, adsorção, ligação covalente e microencapsulação ajudam a: proteger moléculas sensíveis de calor, oxidação e processamento; aumentar a biodisponibilidade e a eficácia fisiológica dos bioativos; manter a qualidade sensorial dos produtos.

Agradecimentos:

Os autores agradecem a CAPES (Código Financiamento 001), Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG) (APQ-00388-21; APQ-00785-23; APQ- 06600-24, RED-00157-23), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e FINEP (FINEP-01.23.0632.00).