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CÁLCIO E FORTIFICAÇÃO DE LEITE E DERIVADOS

  • Demandas de cálcio
  • O cálcio é um dos nutrientes mais importantes da dieta por ser componente estrutural dos ossos, dentes, soft tissues, e por ser essencial em diversos processos biológicos como a contração muscular, mitose, coagulação sanguínea, e transmissão do impulso nervoso ou sináptico. Portanto, a ingestão adequada de cálcio é essencial para o crescimento e manutenção do esqueleto, assim como das funções fisiológicas (Pereira et al., 2009; Uush, 2014).
  • Os níveis de cálcio na circulação dependem de três fatores: paratormônio (PTH), a forma ativa da vitamina D, e calcitonina. A absorção do cálcio varia de 30-50%, sendo que o transporte ativo depende da ação da vitamina D e dos receptores intestinais. Quando os níveis de vitamina D estão baixos, há liberação de PTH que mobiliza cálcio ósseo para a circulação (Lanzillotti et al., 2013; Uush, 2014).
  • É necessário haver um suprimento constante de cálcio dietético biodisponível para garantir a massa óssea e os processos metabólicos nos quais este mineral participa. As doenças metabólicas ósseas incluem: osteoporose, raquitismos, hiperparatireoidismo, e a doença de Paget óssea. A ingestão de cálcio também tem sido relacionada a doenças crônicas, como hipertensão arterial, doenças cardiovasculares, obesidade, e câncer de cólon. Na hipertensão, o aumento da ingestão de cálcio pode reduzir a pressão sanguínea dos indivíduos; a relação cálcio-obesidade é explicada pelo estímulo no influxo do cálcio para dentro do adipócito, resultando no aumento da lipogênese e inibição da lipólise. Quanto ao câncer, evidências indicam que os ácidos graxos e bile não absorvidos irritam a mucosa, propiciando a proliferação de células cancerígenas, neste contexto o cálcio poderia formar complexos tanto com os ácidos graxos quanto com a bile, tornando-os inofensivos (Zemel, 2001;Holt, 2006; Pereira et al., 2009).
  • Mais especificamente, a osteoporose e as doenças cardiovasculares compartilham fatores de risco semelhantes como tabagismo, sedentarismo e dislipidemias, e representam os principais gastos com a saúde pública nos países ocidentais. Essas duas patologias podem afetar negativamente o quadro de pacientes com alguma doença crônica, e influenciar o processo fisiológico de envelhecimento (Flore et al., 2013).

Prevalência da deficiência

  • Dados sobre a deficiência global de cálcio são escassos, mas de forma geral sabe-se que a ingestão de cálcio em países como Estados Unidos e Brasil, está longe de atingir as recomendações (Heaney et al., 2005; WHO, 2006).
  • Na Europa e Estados Unidos, verificou-se que durante a adolescência tardia até a idade adulta jovem, há uma diminuição significativa na ingestão de cálcio dietético, principalmente pela população feminina. O menor consumo alimentar desse micronutriente começa mais cedo nas mulheres em comparação aos indivíduos do gênero masculino, assim as mulheres são uma classe especialmente suscetível a um déficit de cálcio prolongado durante sua vida, sendo essa uma das razões para a maior incidência de osteoporose em mulheres na pós-menopausa (Weaver, 1998).

Inadequação de consumo

Segundo dados do BRAZOS (Brazilian Osteoporosis Study, 2007) 90% dos entrevistados ingerem 1/3 do valor preconizado pela DRI, e o uso de suplemento de cálcio foi referido por apenas 6% dos indivíduos. Os principais motivos para a baixa ingestão de cálcio na população brasileira devem-se, provavelmente, ao elevado custo, hábitos culturais e alimentares (Pereira et al., 2009).

O National Institute of Health (2000) do Estados Unidos, atribuiu o baixo consumo de cálcio ao limitado consumo de leite e derivados, baixa ingestão de frutas e vegetais, e elevado consumo de bebidas como refrigerantes. No Brasil, a Pesquisa e Orçamento Familiar (POF 2002-2003) verificou que os alimentos ricos em cálcio podem onerar o orçamento de famílias de baixa renda, e que a participação dos refrigerantes teve um incremento de 374% a mais que o leite e derivados (Pereira et al., 2009).

  • Produtos lácteos são considerados alimentos fonte de cálcio por conterem quantidade suficiente deste naturalmente. Sendo assim o consumo inadequado de cálcio também tem sido associado à baixa ingestão de magnésio, riboflavina, vitamina B6 e B12, e tiamina (Weaver, 1998).

Fortificação de produtos lácteos com cálcio

Mesmo com as mudanças nos hábitos alimentares da população, o leite e seus derivados ainda representam as maiores fontes de cálcio da alimentação. O interesse em se fortificar alimentos com cálcio está relacionado à dificuldade da população em atingir as recomendações de ingestão diária, a alta incidência de osteoporose e consequente aumento dos gastos com saúde pública, e a vantagem para o marketing da indústria de alimentos em usar health claims em produtos fortificados (Weaver, 1998; Tobelmann, 2001; OMS, 2006).

Do ponto de vista prático a fortificação de produtos lácteos não é tão simples, os seguintes critérios devem ser observados:

1. Não alteração das características organolépticas.

2. Não alterar os shelf life do produto.

3. Não acelerar a desestabilização do leite no tempo de prateleira.

4. Ser altamente biodisponível, tornando o leite fortificado uma eficiente fonte de cálcio.

Embora a fortificação de leite com cálcio seja altamente desejável, algumas alterações organolépticas são frequentes, principalmente a precipitação de proteínas e a alteração do sabor característico do leite. Em geral os sais de cálcio são insolúveis, possuem uma baixa biodisponibilidade e desestabilizam o delicado equilíbrio do leite quando são submetidos aos processos de pasteurização e esterilização.

São diversos os tipos de cálcio disponíveis para fortificação de alimentos, dentre eles carbonato de cálcio, citrato malato de cálcio (CCM), fosfato de cálcio, e lactato de cálcio. O fosfato de cálcio, por exemplo, é hidrossolúvel, e tem sido utilizado na fortificação de leite de soja e suco de laranja (DiSilvestro, 2004).

Duas fases do leite são importantes considerando-se a delicada estrutura do leite nas condições de industrialização que será submetido.

1. A fase proteica constituída de caseína e proteínas do soro.

A caseína constitui 80% das proteínas do leite e é organizada em micelas.

2. O conteúdo de minerais.

Os minerais do leite são agrupados nas seguintes categorias:

a. Íons livres: Na, K, Cl, Ca, Mg.

b. Minerais presentes na micela da caseína: Ca, Mg, P, além de citratos destes minerais e complexos coloidais.

c. Minerais difusíveis: Ca, Mg, Citratos, Mg++, Ca__, e HPO4-.

Considerando a estabilidade da micela, muitas interações entre os componentes do leite são possíveis fazendo com que o leite seja extremamente susceptível a alterações, tanto pelo processo industrial como pela introdução de fortificantes.

Entre os componentes susceptíveis a alterações nós podemos citar a caseína, radicais fosfoserina, fosfato de cálcio coloidal, cálcio, magnésio, citratos e o pH.

O composto fortificante deve reunir, portanto, características que permitam a sua adição ao leite, que mesmo processado não rompam o delicado e complexo equilíbrio entre proteínas, pH e compostos minerais.

O processo de fortificação também deve observar a real contribuição do cálcio naquele alimento para suprir as necessidades do consumidor, esta depende de 2 fatores: quantidade de nutriente e a biodisponibilidade deste no alimento. Biodisponibilidade inclui liberação do nutriente da matriz alimentar, interação com outros nutrientes, absorção, transporte e utilização (Weaver, 1998; Romanchik- Cerpovicz e McKemie, 2006).

Compostos de cálcio de última geração para a fortificação de leite com cálcio: Calci-K e DimaCal

A Albion Human Nutrition (Utah - EUA) desenvolveu uma linha de compostos de cálcio com propriedades físicas, químicas e sensoriais que atendem as demandas da fortificação de produtos lácteos: Cálcio Citrato Malato, DimaCal (dicálcio malato) e Calci-K (cálcio/fósforo/potássio complexo). No texto a seguir, estudaremos a fortificação do leite com Calci-K e DimaCal. O uso do Cácio Citrato Malato é adequado a fortificação de produtos lácteos de mais baixo pH, como o iogurte e apresenta resultados que permitiram sua utilização em vários países.

Calci-K

Calci-K® é um complexo de cálcio/potássio/fosforo especificamente desenvolvido para fortificar alimentos líquidos. Essa forma de cálcio é absorvida prontamente, e se mantem dispersa quando adicionada em líquidos com pH entre 3.8 e 8.0, não sendo necessária a adição de agentes para manterem a dispersão do cálcio. Calci-K é especialmente adequado para a fortificação de produtos lácteos, pois não causa alteração de sabor, odor, sabor e consistência.

Estudo de biodisponibilidade com Calci-K no leite

Para verificar a biodisponibilidade do Calci- K no leite fortificado, Heaney et al. (2000) realizaram estudo randomizado com 18 indivíduos, com idade entre 23 a 59 anos. O Calci-K ingerido isoladamente apresentou biodisponibilidade de 76%, em relação à mesma quantidade de cálcio presente no leite. No entanto, quando o produto foi ingerido com leite, a absorção foi idêntica entre o leite isolado e o leite combinado com Calci-K. Os resultados indicam, portanto, que o cálcio naturalmente presente no leite e o cálcio Albion são absorvidos identicamente.

O leite fortificado com Calci-K mantém a mesma biodisponibilidade e aproveitamento do cálcio do próprio leite como mostra o gráfico a seguir:

DimaCal

DimaCal® é composto por duas moléculas de cálcio ligadas a uma molécula de acido málico. O ácido málico é um composto orgânico, normalmente encontrado em frutas, como maçã, melancia, lichia, e em altas concentrações em cerejas. Este é mais solúvel que o ácido cítrico e forma compostos metálicos pouco higroscópicos, permitindo a facilidade de armazenamento e aumentando o tempo de prateleira.

DimaCal apresenta maior biodisponibilidade e tolerância gástrica quando comparado ao carbonato de cálcio.

  • Teste de fortificação de leite com cálcio
  • Considerando-se os parâmetros críticos de pH e características sensoriais foi realizado um estudo no qual foram utilizados leite integral ( gorduras: 3,06% pH:6,62) e leite desnatado (gordura: 0% e pH: 6,60). em cada um dos produtos foram adicionados 500 mg de cálcio elementar para cada 200 mL na forma de Calci-K (Teste 1) ou Calci-K e DimaCal em partes iguais, 250 mg/Ca elementar de cada (Teste 2).

TESTE 1

Produto: Calci-K (18% Ca)

Teste

Qtde de produto para 10 L

pH inicial

pH final

1.1. Leite desnatado

80 g

6,69

6,70

1.2. Leite integral

80 g

6,69

6,66

Calci-K (18% Ca) + Fibras

1.3. Leite desnatado

48 g

6,80

6,67

TESTE 2

Produtos: Calci-K (18% Ca) + DimaCal (29% Ca)

Teste

Qtde de produtos para 10 L

pH inicial

pH final

2.1. Leite desnatado

50 g Calci-K e

20 g Dimacal

6,97

6,93

2.2. Leite integral

50 g Calci-K e

20 g Dimacal

7,01

6,92

Calci-K (18% Ca) + DimaCal (29% Ca) + Fibras

2.3.A Leite desnatado

50 g Calci-K e

20 g Dimacal

7,09

6,91

2.3.B Leite integral

50 g Calci-K e

20 g Dimacal

7,02

6,94

  • As diferenças nas quantidades de DimaCal e Calci-K decorrem das diferentes concentrações de cálcio em cada produto. As quantidades de cálcio elementar foram idênticas.
  • Resultados sensoriais da fortificação com Calci-K e Calci-k + DimaCal
  • Os resultados evidenciados pela manutenção do pH, com pequenas variações, mostram uma total compatibilidade de Calci-K adicionado isoladamente ou associado ao DimaCal, como fortificante do leite. As características organolépticas do leite testado, tanto integral quanto desnatado, foram mantidas , como esperado. No Teste 1, houve uma leve formação de espuma após a etapa de homogeneização. As características sensoriais não foram alteradas com a fortificação. O painel de avaliação não percebeu qualquer alteração significativa. No Teste 2, observou-se uma pequena formação de grumos que logo a seguir dissolveram-se no leite. As características sensoriais não foram alteradas com a fortificação com ambos produtos: Calci-K e DimaCal. O painel de avaliação considerou o Teste 2, ainda melhor que o Teste 1, com as vantagens de maior concentração de cálcio de DimaCal e, portanto, mais baixo custo.
  • Conclusão
  • Dadas as condições de carência em geral da população na adequação nutricional do cálcio, foi de extrema importância o desenvolvimento de compostos suficientemente flexíveis para dar conta das necessidades nutricionais de cálcio e ao mesmo tempo adequados aos veículos de fortificação. O avanço tecnológico no desenvolvimento de compostos orgânicos como o Calci-K e o Dimacal, permitem agora uma enorme gama de inovações dentre as quais destaca-se a fortificação do leite e outros produtos lácteos. A manutenção do pH nas condições de processamento e a manutenção das características organolépticas do produto aliados a alta biodisponibilidade destes compostos fazem com que a fortificação do leite com cálcio traga os benefícios prometidos favorecendo a todos envolvidos neste processo e principalmente aos consumidores finais.
  • Referências bibliográficas

DiSilvestro RA. Handbook of Minerals as Nutritional Supplements. CRC Series in Modern Nutrition Science 2004.

Flore R, et al. Something more to say about calcium homeostasis: the role of vitamin K2 in vascular calcification and osteoporosis. Europ Rev for Med and Pharmacol Scie 2013; 17: 2433- 2440.

Heaney RP, et al. Comparative absorbability of calcium from a calcium potassium phosphate citrate salt. Report of a Project performed for American Nutrients, Inc. by the Osteoporosis Research Center, Creighton University, 2000.

Heaney RP, et al. Calcium Fortification Systems Differ in Bioavailability. Journal of the American Dietetic Association 2005; 807-809.

Holt PR. Calcium, vitamin D, and cancer. In: Weaver CM, Heaney RP, editors. Calcium in Human Health, New Jersey, Humana Press 2006. p.387-400

Lanzillotti HS, et al. Osteoporosis in postmenopausal woman, dietary calcium and other risk factors. Rev. Nutr. Campinas 2003; 16: 181-193.

Pereira GAP, et al. Cálcio Dietético- estratégias para otimizar o consumo. Rev Bras Reumatol 2009; 49:160-175.

Romanchik- Cerpovicz JE, McKemie RJ. Fortification of All- Purpose Wheat- Flour Tortillas with Calcium Lactate, Calcium Carbonate, or Calcium citrate is Acceptable. Journal of the American Dietetic Association 2007; 506-509.

Tobelmann R. Implementing Calcium Fortification: An Industry Case Study. J of Food Compositon and Analysis 2001; 14: 241-244.

Uush T. Calcium intake and sérum calcium status in Mongolian Children. Journal of Steroid Biochemistry And Molecular Biology 2014 (online version).

Zemel MB. Calcium modulation of hypertension and obesity: mechanisms and implications. J Am Coll Nutr 2001;20: 428S-35S.

Weaver CM. Calcium in food fortification Strategies. Int. Dairy Journal 1998; 8: 443-449.

WHO. Guidelines on food fortification with micronutrients 2006.

* Dr. José João Name é médico, Mestre e Doutorando em Ciências Sociais, especialista em Nutrição Mineral, diretor médico da Kilyos Minerals & Nutrition Assessoria e Consultoria Ltda.

Thaise Maria Nogueira Mendes é nutricionista, Mestre em Nutrição em Saúde Pública.

Albion Human Nutrition

www.albionminerals.com/human-nutrition




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