Ultrassom para obtenção de aromas naturais a partir da gordura láctea

O ultrassom potencializa a obtenção de  aromas naturais, permitindo que sejam obtidos a partir da gordura láctea. 

O sabor de um alimento é diretamente influenciado pelo aroma, sendo esse um atributo decisivo no momento da compra. Os aromatizantes são responsáveis por até 90% do sabor dos alimentos produzidos industrialmente e, atualmente, o setor de aromas representa aproximadamente 25% do mercado de aditivos alimentares (BBC, 2016).

A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) define os aromatizantes como substâncias com propriedades odoríferas e ou sápidas, capazes de conferir ou intensificar o aroma e ou sabor dos alimentos, sendo essas substâncias classificadas como aromas sintéticos ou naturais (BRASIL, 2007).

Os aromas sintéticos são compostos obtidos por processos químicos e dividem-se entre os aromatizantes idênticos aos naturais e os aromatizantes artificiais. O rendimento é a principal vantagem desse processo. Entretanto, produtos adicionados de aditivos classificados como “artificiais” e “sintéticos” apresentam crescente rejeição do mercado consumidor.

Já os aromas naturais, ou bioaromas, são aqueles obtidos a partir de matérias primas naturais, como a gordura do leite, após a realização de processos físicos, microbiológicos ou enzimáticos. A obtenção destes aromas é um desafio para indústria, pois muitos deles são difíceis de isolar e os custos envolvidos na sua extração podem tornar o processo economicamente inviável.

A gordura do leite é composta por um perfil lipídico exclusivo para cada espécie.  E pode ser utilizada industrialmente para a obtenção de ácidos graxos a partir da hidrólise dos triacilgliceróis. Esses ácidos podem ser utilizados como ingredientes para produção de aromas naturais, os quais podem ser estrategicamente usados na solução de problemas de aromatização e saborização dos alimentos, como o encobrimento das notas verdes, característicos em produtos à base de soja, bem como conferir sabor lácteo em sorvetes, mascarando notas de gordura vegetal. Assim, podem ser adicionados em biscoitos, snacks, produtos de panificação, gelados comestíveis e chocolates, melhorando o perfil sensorial desses alimentos.

Para obtenção desses compostos, a hidrólise enzimática promovida pela ação das lipases vem sendo utilizada dada sua alta especificidade e formação de compostos com perfis equilibrados equivalentes à matéria-prima que lhes deu origem.

Além disso, essas reações utilizam técnicas operacionais brandas e produzem compostos aromatizantes com boa pureza, evitando as técnicas de separação mais caras. Entretanto, esses processos apresentam alguns desafios na produção industrial, como baixa estabilidade da enzima em condições ótimas de processo, baixa taxa de conversão e longo tempo de reação.

Isso evidencia que existem algumas lacunas em termos de conversão satisfatória, considerando custo, qualidade, tempo e valor do produto final. Nesse sentido, novas estratégias são necessárias para que essas reações ocorram de forma mais eficiente, visando superar estas desvantagens técnicas.

Diversos métodos vêm sendo estudados com o objetivo de minimizar essas limitações, dentre eles o uso de tecnologias emergentes de processamento de alimentos, como o ultrassom. O ultrassom é uma tecnologia capaz de melhorar o desempenho das enzimas, por meio do aumento da taxa de hidrólise e da transferência de massa durante as reações. Pode também ocasionar mudanças na estrutura das enzimas, aumentando sua atividade. O emprego dessa tecnologia não onera muitos custos, não gera resíduos e possui baixo requisito instrumental. 

• Ultrassom: tecnologia para inativação de microrganismos em produtos lácteos
• Uso da tecnologia do ultrassom de alta intensidade no processamento de leite e derivados

Em trabalhos desenvolvidos pelo Grupo de Pesquisa em Inovação no Processamento de Alimentos – LIPA/UFV, essa tecnologia tem sido usada para potencializar a síntese de compostos aromáticos. Segundo a pesquisa desenvolvida por Soares et al. (2020), a taxa de hidrólise da gordura do creme de leite de cabra assistida por ultrassom aumentou em 23% e 28% nas reações conduzidas à 40° e 25°C, respectivamente. Além disso, como pré-tratamento, o ultrassom aumentou a atividade da lipase em até 12% após 45 min de processo à 25 °C usando uma potência volumétrica de 22 W/L (Soares et al., 2020).

De acordo com os autores o aumento da atividade enzimática pode ser explicado como consequência do colapso das bolhas de cavitação induzidas pelo ultrassom, cuja energia resultante leva à alteração da conformação estrutural da enzima.

Essas alterações podem promover a exposição de novos sítios ativos ou resultar em ligeiras modificações na estrutura da enzima, facilitando a afinidade enzima/substrato e aumentando a atividade em diferentes temperaturas.

Já durante a hidrólise assistida por ultrassom, os efeitos mecânicos da cavitação alteram não apenas a estrutura, mas também podem reduzir a barreira de difusão entre a enzima e o substrato, aumentando a transferência de massa durante a hidrólise e, consequentemente, acelerando a reação (Soares et al., 2020).  Desta forma, do ponto de vista industrial, diferentes estratégias podem ser adotadas:

• Pré-processar a lipase por ultrassom em condições otimizadas a fim de aumentar a atividade da enzima;
• Realizar a hidrólise do creme pela lipase sob ultrassom, visando uma aceleração da taxa de hidrólise.

Com base nesses estudos, os autores afirmam que é promissora a aplicação de tecnologia de ultrassom visando melhorar o desempenho da lipase na obtenção de ácidos graxos livres a partir da hidrólise do creme do leite de cabra, favorecendo a economia de energia e o tempo de processo. No entanto, novos estudos focados no impacto econômico do processo devem ser realizados para elucidar a viabilidade industrial da tecnologia na hidrólise do creme.

Conclusões

Apesar do custo considerável da aplicação de enzimas na produção de bioaromas, sua alta seletividade o torna interessante. Associado a tecnologia de ultrassom, essa aplicação pode ser ainda mais atrativa, uma vez que o processo pode aumentar a velocidade das reações enzimáticas, resultando em maiores rendimentos e qualidade dos compostos de interesse.

Além disso, essas reações ocorrem em condições brandas, não geram resíduos e os produtos obtidos podem ser classificados como “naturais”. Isso amplia a utilização da gordura do leite e uso da lipase na geração de compostos aromáticos para a indústria de alimentos.

Estes compostos têm papel fundamental nas características sensoriais dos alimentos e são capazes de intensificar os atributos sensoriais do produto. Isto permite, entre outras ações, a redução do teor de gordura e, consequentemente, do valor calórico final do alimento, o que vai ao encontro dos desejos de uma parcela crescente dos consumidores.

Agradecimentos:  ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq.

Autores

Prof. Dr. Bruno Ricardo de Castro Leite Júnior, Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV e  Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV

Arthur Pompilio de Capela,  Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV

Dra. Alline Artigiani Lima Tribst, Núcleo de Estudos e Pesquisas em Alimentação - NEPA/ UNICAMP

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Referências

BBC. (2016). Global markets for flavors and fragrances. BBC Research, CHM034E. Retrieved from https://www.bccresearch.com/market-research/chemicals/flavors-fragrances-markets-report-chm034e.html

BRASIL, Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. RDC n°2 de 15 de janeiro de 2007. Regulamento Técnico sobre Aditivos Aromatizantes. Diário Oficial da União, Brasília, 17 de janeiro de 2001.

SOARES, A. S.; LEITE JÚNIOR, B.R.C.; TRIBST, A.A.L.; AUGUSTO, P.E.D.; RAMOS, A.M. Effect of ultrasound on goat cream hydrolysis by lipase: Evaluation on enzyme, substrate and assisted reaction. LWT-Food Science And Technology, v. 130, p.109636, 2020.