Prebióticos em derivados lácteos: aplicações tecnológicas

Os prebióticos têm sido amplamente investigados e utilizados como ingredientes no desenvolvimento de alimentos funcionais, já que seu consumo está associado a alguns efeitos à saúde, como propriedades antidiabéticas e anti-hipertensivas, melhorias no perfil lipídico do sangue, na imunidade e saúde intestinal (Neri-Numa et al., 2020).

Inulina, frutooligossacarídeos (FOS), galactooligossacarídeos (GOS) e xilooligossacarídeos (XOS) são os prebióticos à base de carboidratos mais bem estabelecidos. Além desses, outros compostos têm sido relatados por seu potencial prebiótico, como isomaltooligossacarídeos (IMO), oligossacarídeos da família da rafinose (RFO), isomaltulose, polióis (xilitol, manitol e lactitol) e polissacarídeos não amiláceos (pectinas, β-glucanas e lignina) (Farias et al., 2019).

Entretanto, alguns compostos fora da classe dos carboidratos, como minerais, polifenóis e ácidos graxos poliinsaturados, também foram propostos como substâncias potencialmente prebióticas (Gibson et al., 2017). Os produtos lácteos (iogurtes, leites fermentados, sorvetes e queijos) são as matrizes alimentícias mais exploradas como veículos desses componentes (Galanakis, 2019).

Além do apelo funcional, estudos têm demonstrado a aplicabilidade dos prebióticos dentro do campo tecnológico, já que sua utilização em produtos lácteos pode impactar positivamente nas características físico-químicas, reológicas e sensoriais. Entretanto, vale a pena destacar que os efeitos são dependentes, principalmente, do tipo e concentração do prebiótico, bem como também da matriz alimentar (da Silva et al., 2020).

Sendo assim, esse artigo técnico tem como foco apresentar o efeito das principais fibras prebióticas (inulina/FOS, XOS e GOS) sobre as características tecnológicas dos produtos lácteos.

Inulina

A inulina é um oligossacarídeo cuja estrutura química é composta por cadeias lineares de moléculas de frutose unidas por ligações glicosídicas. Faz parte do grupo de polissacarídeos designados frutanos, que atuam como carboidratos de armazenamento em muitas espécies de plantas (Shoaib et al., 2016). Fontes naturais de inulina incluem raízes de chicória, alcachofra de Jerusalém, tubérculos dália, yacon, aspargos, alho-poró, cebola, banana, trigo e alho.

Em relação às propriedades tecnológicas, a inulina é utilizada, principalmente, como substituto de gordura, modificador de textura e substituto de açúcar, sem proporcionar incremento calórico (Shoaib et al., 2016).

O uso potencial de inulina para substituição de gordura está relacionado à sua capacidade de formar microcristais que interagem entre si, formando pequenos agregados. Esses agregados encapsulam uma grande quantidade de água, criando assim uma textura suave e cremosa (Bot, Erle e Vreeker, 2004). Guggisberg et al. (2009) investigaram o efeito da adição de inulina (0-4%) sobre a textura e microestrutura de iogurte desnatado com diferentes níveis de gordura (0,2%-3,5%).

Os resultados apontaram que a inulina pode ser usada em iogurtes de baixo teor de gordura, bem como em iogurtes de leite integral, com um benefício tecnológico (maior cremosidade) e nutricional adicional. Nos estudos realizados por Feitosa et al. (2020) e Costa et al. (2019) também foi verificado que a adição de inulina na fabricação de iogurtes favoreceu a estabilidade do produto, proporcionando maior consistência e elasticidade. Além disso, melhorias no aroma e no sabor desses derivados também são relatados devido ao favorecimento do crescimento das bactérias láticas (Pimentel et al., 2015).

A influência de inulina também foi avaliada em bebidas lácteas. Villegas e Costell (2007) mostraram que a viscosidade da bebida láctea produzida com leite desnatado pode ser aproximada a bebida láctea produzida com leite integral por meio da adição de 4 a 10% inulina.

Outra aplicação da inulina foi realizada no estudo de Karaca et al. (2009), que avaliaram o efeito da substituição de gordura por inulina nas propriedades técnico-funcionais, reológicas e sensoriais de sorvete com baixo teor de gordura. Os resultados indicaram que os sorvetes contendo inulina apresentaram maior incorporação de ar (maior overrun), menor dureza e pontuações sensoriais de textura semelhante à amostra controle (sorvete feito a partir do leite integral sem inulina).

 Xilooligossacarídeos (XOS)

XOS são oligossacarídeos lineares compostos de unidades D-xilose que estão ligadas por ligações glicosídicas β-(1,4), com grau de polimerização que varia de dois a dez monossacarídeos (Carvalho et al., 2013). Geralmente, são produzidos por Aspergillus, Trichoderma, Penicillium, Bacillus e Streptomyces a partir de materiais ricos em xilano (Belorkar e Gupta, 2016).

O uso de XOS como prebiótico apresenta vantagens quando comparado aos frutanos do tipo inulina, pois são estáveis em uma ampla faixa de valores de pH (2,5–8,0) e em temperaturas de até 100 °C, e requerem menor ingestão para conferir o efeito prebiótico (>1,4 g) (Jagtap et al., 2017).

Os XOS são aplicados nas indústrias de alimentos com a finalidade de melhorar o teor de fibras, formar géis, aumentar a capacidade de retenção de água, promover a intensificação da cor, além de contribuir para uma textura mais firme dos produtos alimentícios (Zhou et al., 2021). Dentre essas finalidades, destacam-se a capacidade de atuarem como potenciais agentes emulsificantes e estabilizantes em produtos lácteos.

Por exemplo, em doce de leite, Zhou et al. (2021) avaliaram o impacto da adição de inulina e XOS nos parâmetros de qualidade do produto e verificaram que a adição de inulina melhorou a coesividade do doce, enquanto o XOS resultou em uma textura mais firme, adesiva e gomosa, independentemente do teor de gordura dos produtos.

Além disso, os produtos adicionados de prebióticos apresentaram menor desenvolvimento de cristais de lactose em relação aos controles com menor taxa de aumento do tamanho dos cristais durante o armazenamento.

Em requeijão cremoso, Ferrão et al. (2018) verificaram que a adição de XOS resultou em uma estrutura mais densa e compacta, com aumento da viscosidade, elasticidade e firmeza. Adicionalmente, a adição de XOS também melhorou as características sensoriais, resultando em melhora no gosto salgado e ácido, além de proporcionar maior homogeneidade e menor gosto amargo.

Galactooligossacarídeos (GOS)

GOS ou oligogalactosil lactose, oligogalactose, oligolactose ou transgalacto-oligossacarídeos (TOS) são prebióticos não digeríveis. Os GOS são produzidos pela transgalactosilação da lactose pela enzima β-galactosidase, ocorrendo em substratos ricos em lactose, notadamente leite, soro de leite ou uma mistura de ambos (Rabiu et al., 2001; Kothari et al., 2014).

Balthazar et al. (2015) avaliaram o efeito da adição de GOS nas características de sorvete de baunilha. A adição de GOS aumentou a firmeza do produto. Os autores correlacionaram esse efeito com a natureza química do carboidrato que, segundo eles, apresenta afinidade pela fase sérica do sorvete, aumentando a viscosidade e refletindo na firmeza do produto. Além disso, a adição de GOS resultou na diminuição da velocidade de derretimento do sorvete, levando a uma maior estabilidade do produto.

Prasad et al. (2013) relataram que a adição de GOS no iogurte também produziu efeitos positivos, incluindo menor sinérese e melhora da firmeza, com efeito global nos parâmetros de qualidade intrínseca.

Considerações finais

As fibras prebióticas, como inulina (FOS), XOS e GOS podem desempenhar papéis tecnológicos interessantes nas indústrias de laticínios. A utilização desses componentes para substituição de gordura é um exemplo de diversificação dos produtos e adequação às novas demandas e preocupações dos consumidores.

Conforme elucidado neste artigo, a adição de prebióticos em iogurte, sorvete, doce de leite e requeijão cremoso, adequou-se aos parâmetros de qualidade dos produtos. Além disso, sabe-se do efeito benéfico que os prebióticos desempenham na saúde e, por isso, são necessários mais estudos para identificar novos compostos prebióticos com potenciais tecnológicos.

Autores

Jeferson Silva Cunha (Bacharel em Ciência e Tecnologia de Laticínios e membro do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos - LIPA/DTA/UFV)

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)

Referências 

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