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FOSFATOS ALIMENTÍCIOS - MAKENI

Introdução

O uso de aditivos na indústria alimentícia é dentre as tecnologias usualmente empregadas a mais discutida, destacando a segurança do uso dessas substancias. A legislação brasileira considera aditivo a substancia intencionalmente adicionada ao alimento com a finalidade de conservar, intensificar ou modificar suas propriedades, desde que não prejudique seu valor nutritivo.

Os compostos de fosfato são constituintes naturais de quase todos os alimentos, sendo impossível o consumo de qualquer tipo de alimento sem que esses compostos estejam presentes.

A adição deste aditivo é de extrema importância no processamento de determinados produtos alimentícios, sendo que as maiores aplicações estão no setor de panificação, no processamento de carnes, aves, crustáceos e frutos do mar, laticínios e bebidas.

Fosfatos alimentícios

Os fosfatos alimentícios são utilizados, dentre várias funções, como emulsificantes, estabilizantes, suplementos minerais, agentes de dispersão, acidulantes, inibidores de descoloração, agentes sequestrantes, etc. Ademais, os fosfatos reduzem a resistência térmica de vários organismos, aumentando o shelf life dos produtos.

O FDA considera quase todos os fosfatos como GRAS (Generally Recognized as Safe). Sua inocuidade com relação à saúde humana é confirmada não somente pelo fato de serem usados em todos os países do mundo, mas também por terem sido incluídos nas formulações de alimentos infantis e Health Foods.

O acido fosfórico atua como antioxidante, sinérgico e regulador de acidez em bebidas aromatizadas não alcoólicas, leite pasteurizado UHT, leite esterilizado e em pó, alguns tipos de queijo, frutas cristalizadas e preparados à base de frutas. Também tem sido utilizado em gelados, sobremesas e misturas em pó para sobremesas, coberturas, produtos de confeitaria e de padaria fina, açúcar em pó, farinha, ovos líquidos, molhos, sopas e caldos, bebidas alcoólicas, pastas de peixes e crustáceos, files de peixes congelados, frutos do mar congelados, produtos cárneos, batatas processadas, alimentos desidratados, alguns tipos de massas, bebidas energéticas, entre outros produtos. É uma substancia inorgânica presente da maioria dos frutos, que também pode ser obtido na indústria química, a partir de rochas fosfóricas. Apresenta-se sob a forma de liquido viscoso, incolor, límpido e inodoro.

Os fosfatos de cálcio têm funções antioxidantes, sinérgicas e reguladoras de acidez, emulsificantes, estabilizantes, espessantes, agentes de volume, agentes de endurecimento, levedantes químicos, antiaglomerantes, sequestrantes e sais de fusão. São utilizadas como emulsificantes e estabilizantes no leite parcialmente desidratado, leite em pó, creme de leite, queijos curados; como regulador de acidez em diversas sobremesas; como sais de fusão em queijos; entre muitas outras aplicações.

Os fosfatos de potássio, fosfatos de cálcio e os fosfatos de magnésio têm funções tecnológicas semelhantes entre si e similares aos de sódio, sendo utilizados como antioxidantes, sinérgicos e reguladores de acidez, emulsificantes, estabilizantes, espessantes, agentes de volume, agentes de endurecimento, levedantes químicos, antiaglomerantes e sequestrantes. Podem ser utilizados nas mesmas matrizes alimentícias que as de sódio. Algumas aplicações são: bebidas e suplementos energéticos, suplementos dietéticos e bebidas à base de proteínas vegetais, bebidas em pó, gelados e sobremesas, dentre outras aplicações.

A utilização dos fosfatos é fundamental em produtos cárneos, pois estes aditivos interagem com as proteínas, diminuindo a taxa de desidratação e aumentando a umidade dos produtos. Este efeito utiliza-se especialmente na produção de embutidos e outros produtos cárneos. A sua utilização está limitada, não por questão de saúde, mas para evitar a incorporação excessiva de água, defraudando assim o consumidor. Por esta razão está proibida a utilização desses produtos em carnes frescas. Um dos fosfatos mais utilizados e o Tripolifosfato de sódio, um fosfato alcalino utilizado quando se necessita de máxima solubilização de proteínas, mas seu uso é limitado por sua baixa solubilidade. Por isso, é utilizado em combinação com outros fosfatos mais solúveis ou em aplicação a seco.

Nos leites UHT, condensados e em pó os fosfatos são utilizados para evitar a gelificação; são utilizados como sais de fusão em queijos fundidos, para que a gordura se separe dos outros compostos durante o processo.

Já na panificação, os fosfatos são utilizados para melhorar as propriedades da massa, favorecer a produção de gás é quando trabalhado junto com o Bicarbonato e é especialmente recomendados para fermentos químicos, onde é necessário um tempo maior de mistura e forma. A escolha do fosfato depende da velocidade de liberação de gás pretendida.

O fosfato ácido de alumínio e sódio tem sua utilização muito mais limitada, sendo usado como emulsificante, regulador de acidez e levedante químico em bolos e outros produtos de panificação similares.

A seguir tabela com os principais fosfatos.

PRINCIPAIS FOSFATOS ALIMENTÍCIOS

_______________________________________________

Nomes e siglas

_______________________________________________

Acido Fosfórico

E338

Fosfatos de amônio

MAP

Fosfato monoamônico

E342(i)

DAP

Fosfato diamônico

E342 (ii)

Fosfatos de alumínio e sódio

SALP

Fosfato de alumínio e sódio

E541

Fosfatos de cálcio

MCP

Fosfato monocálcico

E341 (i)

DCP

Fosfato dicálcico

E341 (ii)

TCP

Fosfato tricálcico

E341 (iii)

Fosfatos de potássio

MKP

Fosfato monopotássico

E340 (i)

DKP

Fosfato dipotássico

E340 (ii)

TKP

Fosfato tripotássico

E340 (iii)

KTPP

Tripolifosfato de potássio

E352 (ii)

Fosfatos de sódio

MSP

Fosfato monossódico

E339 (i)

DSP

Fosfato dissódico

E339 (ii)

TSP

Fosfato trissódico

E339 (iii)

SAPP

Pirofosfato ácido de sódio

E450

SHMP

Hexametafosfato de sódio

E452 (i)

STPP

Tripolifosfato de sódio

E352 (i)

TSPP

Pirofosfato tetrassódico

E450 (iii)

Principais funções dos fosfatos em alimentos

Os fosfatos têm várias funções na indústria de alimentos. Abaixo vamos apresentar as principais funções:

  • Controle de pH: pode ser obtido pela seleção ad hoc de um ou mais compostos fosfáticos indo do mais acido ao mais alcalino (pH 2-10). É muito comum encontrar na literatura, referencias sobre os efeitos do pH na capacidade de retenção e água, sendo muito baixa no ponto isoelétrico das proteínas. Com a adição de compostos alcalinos (Cloreto de sódio, polifosfatos ou ambos), verifica-se um aumento da capacidade de retenção de água, da hidratação do músculo e uma menor exsudação durante o descongelamento.
  • Agentes complexantes de íons metálicos: pelo uso de compostos complexos como pirofosfatos, tripolifosfatos e hexametafosfatos. Como complexantes, removem traços de ferro nos alimentos, o que pode reduzir sensivelmente a tendência de certo produtos a descolorar e tornarem-se rançosos com o tempo.
  • Agentes de dispersão/ suspensão: apresenta melhor dispersão em certas preparações alimentícias.
  • Estabilidade: ajuda a preservar a aparência de produtos frescos (no caso de carnes, peixes ou aves), seja no armazenamento ou congelamento.

Principais aplicações na indústria de alimentos

Fosfatos na indústria de panificação

Na panificação, basicamente são utilizados os seguintes tipos de fosfatos: Fosfato monocálcico (MCP), Pirofosfato ácido de sódio (SAPP) e o Fosfato de alumínio e sódio (SALP).

Na indústria de massas, os fosfatos atuam como acidulantes levedantes, melhoradores de massa, suplementação de minerais e manutenção do pH. Assim, satisfazem tanto as necessidades do uso caseiro quanto ao do uso industrial.

Em fermentos, os fosfatos funcionais como ácidos levedantes que reagem com o bicarbonato de sódio para a liberação de gás carbônico. O total de gás liberado e a taxa de produção desse gás determinam as características principais de um fermento. Os níveis exatos de fosfatos necessários para se obter um sistema fermentador balanceado podem ser calculados pelo Valor de Neutralização (VN).

Produtos congelados e resfriados: os fosfatos ajudam a ajustar o pH e estabilidade da massa.

Melhoradores de massa: frequentemente incluem o MCP para otimizar o pH da massa e para fornecer cálcio em produtos com levedura.

Fosfatos na indústria de carnes/frango/peixes

O principal objetivo do emprego dos polifosfatos nas indústrias de produtos cárneos é manter inalterado o conteúdo de água natural do músculo durante a estocagem e, algumas vezes, reduzir as perdas por exsudação, prevenir perda de mistura durante o seu processamento, ajuste do pH, tamponamento do meio, estabilização da cor em produtos curados, estabilização de emulsões, redução de viscosidade, etc.

Os principais fosfatos permitidos para o uso nesse segmento são: Pirofosfato ácido de sódio (SAPP), Pirofosfato tetrassódico (TSPP) e tetrapotássico, Tripolifosfato de sódio (STPP) e o Hexametafosfato de sódio (SHMP) e suas misturas. Sua utilização está restrita num valor máximo de 0,5% no produto final.

Na fabricação de carnes e frangos curados, os fosfatos têm por finalidade contribuir para manter a estabilidade, além de ações coagulantes e gelatinizantes sobre as proteínas e dispersantes, emulsificantes sobre as gorduras e efeito sequestrante ao reagirem com os metais polivalentes, inativando-os, impedindo-os de participar da oxidação das gorduras que causam rancidez. Além disso, contribuem com a força iônica dos fluidos cárneos, mantendo as fibras mais separadas, aumentando por esse motivo, a capacidade de retenção de água das mesmas. Este efeito também é atribuído ao aumento do pH pela adição destes sais. Também é atribuído a eles, um poder sequestrante dos íons metálicos bivalentes (cálcio e magnésio) cuja remoção favorece a hidratação das cadeias peptídicas das proteínas. O rendimento das peças de carne tratadas com fosfatos em condições comerciais aumenta de 1 a 10%.

Produtos processados de carnes e frangos, a mistura de STPP + SAPP durante o processamento no cutter acelera o desenvolvimento da cor avermelhada em salsichas, mortadelas, dentre outros produtos. Esses fosfatos têm o potencial de aumentar a produtividade, elevando a temperatura da câmara de defumação, aumentando sua capacidade. Além disso, apresenta uma emulsão mais resistente a uma variação brusca de pH.

Carnes, frangos, peixes e frutos do mar congelados são beneficiados pelo tratamento com soluções de fosfatos diminuem a perda de sucos contendo proteína durante o descongelamento e reduzem a retração da carne durante o cozimento. O resultado é um produto mais suculento, macio e com melhor sabor.

Na indústria de camarões e frutos do mar, os fosfatos podem auxiliar na facilidade da remoção da casca, aumentando o rendimento final da operação.

Em peixes enlatados, a adição de SAPP durante a etapa de envasamento diminui e evita a formação de cristais de estruvite.

Para terminar, em produtos reestruturados e reconstituídos, os fosfatos solubilizam as proteínas que ligam as peças e ajudam na retenção da mistura.

Fosfatos na indústria de laticínios

A funcionalidade dos fosfatos em laticínios são inúmeras, no qual podemos destacar algumas:

  • Podem manter os produtos com a variação de pH necessária;
  • estabilizar a proteína do leite (evitando a coagulação por aquecimento);
  • dispersar proteínas e aromatizantes;
  • coagulação de proteínas;
  • acidificação dos produtos;
  • emulsificação.

Em queijos processados, os fosfatos são utilizados para ajudar a manter a emulsão da gordura da manteiga na matriz proteína-água, apresentando um produto mais uniforme no sabor e a gordura não se separa do queijo quando derretido. Também controlam o pH, dando ao produto maior firmeza e fusão característica. Os fosfatos são utilizados com a mesma finalidade em produtos recheados com queijo, produtos que imitam queijo e requeijão cremoso pasteurizado.

Em queijos naturais, os fosfatos são utilizados de três formas: utilizando o DSP para precipitar o cálcio, necessário a multiplicação das culturas; o fosfato de amônio e potássio são utilizados para suprir a necessidade de nutrientes no meio de cultura inicial e o MCP ou o acido fosfórico para acidular o leite e diminuir o tempo de processamento e aumentar os níveis de cálcio no queijo. Pode-se também utilizar o TSPP para diminuir o tempo de processamento. Adiciona-se coalho e ácido fosfórico à cultura, para produzir uma massa que pode ser moldada e permite iniciar o processo de cura em seguida.

No leite em pó e derivados, adiciona-se o DSP em leite “magro” antes de desidratá-lo, obtém-se leite em pó desnatado que se dissolve mais facilmente na água. O fosfato mantém as proteínas do leite dispersas, protegendo-as da coagulação pelo calor durante a secagem no Spray dryer.

Para prevenir a coagulação por calor no leite condensado, leite evaporado ou creme de leite, utiliza o DSP para estabilizar a caseína do leite. Como leite pasteurizado, creme de leite e o leite longa vida têm um tempo maior de estocagem, são estabilizados com DSP e SHMP, que previne a formação de gel durante a estocagem. A manteiga produzida pela acidificação direta do leite com ácido fosfórico tem seu tempo de processamento reduzido e maior tempo de prateleira. A adição de TSPP antes da acidificação age como dispersante para os coágulos que se formam num meio ácido, além de melhorar o sabor, a viscosidade, a consistência, a estabilidade do soro e a aparência da manteiga.

Para manter a dispersão da gordura no sorvete, podemos adicionar DSP, TSPP ou SHMP, evitando a formação e bolas de manteiga (ou gordura) durante o congelamento. Em sorvetes a base de chocolate, os fosfatos também ajudam a manter estável a suspensão de chocolate (a mesma função é exercida em sobremesas geladas).

Cremes batidos de várias composições têm aumento da estabilidade da espuma com a adição de TSPP. Pela estabilização de filmes de proteína, o SHMP inibe a exsudação em coberturas à base de leite, enquanto o DSP funciona, da mesma maneira, em produtos baseados em outras fontes de proteína. Em creme para café, um sistema de fosfatos para controlar o pH consistindo de DSP, DKP, SAPP e/ou STPP contribui para a estabilidade da camada de proteína em volta das gotículas de gordura prevenindo, então, a sinérese. Este sistema também previne a separação da gordura, quando o creme é adicionado ao meio fortemente acidificado do café. O TSPP também tem sido utilizado como agente estabilizante para ajudar a dispersar as proteínas.

Fosfatos na indústria de bebidas

Refrigerantes e Cervejas: acido fosfórico é utilizado como acidulante. Seu sabor efervescente e adstringente melhora o forte sabor da cola, o seu baixo pH melhora o sabor e a estabilidade na estocagem e o seqüestro de íons de metais indesejáveis ajuda a estabilizar o grau de carbonato desejado.

Bebidas em pó: o MCP é utilizado, onde ele apresenta um controle de pH contra o azedume nas bebidas, acidulante não-higroscópico que substitui até 50% de acido cítrico e contribui para o perfil nutricional dos produtos. Já o TCP que também é utilizado nesse tipo de produto também contribui com uma série de propriedades, como dispersante, agente nebulizador em bebidas reconstituídas, e da mesma forma que o MCP, contribui para o perfil nutricional dos produtos.

O MSP e o MKP são utilizados em bebidas isotônicas para reconstituir o sódio e o potássio que foram perdidos na atividade física.

Outras aplicações

Produção de levedura: pode-se utilizar o acido fosfórico para ajustar o pH do meio de crescimento. Fosfatos como mono e diamônico, mono e dipotássico são usados para prover nutrientes para as leveduras.

Cereais matinais: com a adição de fosfato dissódico apresentam tempo de cozimento menor e uma coloração melhorada.

Amidos modificados: esses amidos são justamente modificados com a adição de fosfatos, apresentando propriedades diferentes das dos amidos convencionais.

Pudins instantâneos: depende da relação entre o TSPP e o cálcio da proteína do leite, o qual induz a gelatinização. A adição de fosfato dissódico pode acelerar o preparo, dependendo da quantidade de cálcio contido nas proteínas. Algumas vezes é necessário adicionar cálcio à formulação, na forma de fosfato monocálcico.

Batatas processadas: o SAPP e o TSPP oferecem proteção contra o escurecimento após o cozimento em batatas fritas e congeladas, em batatas doces e também em purês de batatas desidratadas.

Frutas: o MCP é utilizado para aumentar a firmeza em frutas enlatadas (aumentando o pectinato de cálcio); o acido fosfórico é empregado para acidular e otimizar a firmeza de geléias e recheios de bolos e pães; e polifosfatos são utilizados para retardar mudanças de cor em compotas de frutas vermelhas; e SHMP é usado para aumentar a vida útil de cidra de maçã e outros sucos.

Vegetais: o STPP, o SHMP ou o TSPP são utilizados em produtos enlatados ou congelados para aumentar a maciez. Esses fosfatos evitam o endurecimento da casca devido à absorção de cálcio e magnésio da água.

Ovos processados: o STPP e o SHMP inibem o desenvolvimento de rancidez nos lipídios das gemas, evitam a coagulação de ovos desidratados durante o aquecimento intensivo do período de desidratação, aumentam a eficiência na produção e a estabilidade da espuma em produtos à base de ovos desidratados (aumenta a funcionalidade dos ovos desidratados em bolos e merengues); o MSP e o MKP preservam a coloração da gema durante a estocagem sob resfriamento ou congelamento.

Óleos e gorduras: o acido fosfórico previne a rancidez por oxidação em margarinas e óleos, é utilizado no processo de dissolução da goma para a purificação da soja e outros óleos vegetais. Também controla o pH e complexa traços de íons metálicos como os de ferro, níquel ou cobre, que catalisam o desenvolvimento de rancidez.

Sobremesas e gelatinas: o MSP e o DSP servem como agentes tamponantes, controlam a capacidade de absorção de água que é dependente do pH. Já o uso do acido fosfórico, juntamente com o acido cítrico e o tartárico, é utilizado como agente tampão para controlar a acidez, dando a firmeza de gel de pectina e, ao mesmo tempo, para complexar cátions (como ferro), que dá uma cor opaca para as gelatinas.

Amendoim: o STPP e o SHPP são utilizados para salgar o produto na casca, fazendo com que a salmoura penetre mais facilmente através da casca.

Processamento do açúcar: o acido fosfórico ajuda no processo de clarificação do açúcar.

Molhos para salada: o ácido fosfórico é empregado em pequenas quantidades para dar o sabor acido e também para diminuir a atividade biológica.

Fosfatos e a nutrição - alternativas de redução de sódio em alimentos

Os fosfatos oferecem uma contribuição essencial para o crescimento humano e metabolismo. O Cálcio, sob a forma de carbonato ou fosfato, é o principal material inorgânico que forma o osso, sendo responsável por 2/3 de seu peso. Cerca de 97% a 99% do cálcio do corpo encontra-se nos ossos.

O Ministério da Saúde, em parceria com a ANVISA, comprometeram-se a elaborar o Plano Nacional de Redução de Consumo de Sal, onde estarão monitorando o teor de sódio dos alimentos processados, acompanhando as tendências de consumo alimentar da população e a avaliação do impacto da redução desse consumo nos custos do SUS (Sistema Único de Saúde) e na incidência crônica.

O plano estabelece redução gradual de sódio em várias categorias, que tiveram as metas acordadas, em 2011, com o Ministério da Saúde. Essa redução ocorre por etapas, as quais possuem valores específicos a serem cumpridos em cada prazo (Veja Tabela abaixo).

Redução de sódio nos alimentos

A redução ocorre a partir dos seguintes valores apresentados abaixo:

Limite máximo em 2012

Limite máximo em 2014

Bolo pronto com recheio

282mg/100g

242mg/100g

Bolo pronto sem recheio

392mg/100g

332mg/100g

Rocambole

221mg/100g

204mg/100g

Mistura para bolo aerado

476mg/100g

398mg/100g

Mistura para bolo cremoso

349mg/100g

295mg/100g

Salgadinho de milho

1090mg/100g

852mg/100g

Batata frita e palha

650mg/100g

586mg/100g

Maionese

1283mg/100g

1051mg/100g

Biscoito doce

419mg/100g

359mg/100g

Biscoito salgado

923mg/100g

699mg/100g

Biscoito doce recheado

389mg/100g

265mg/100g

Bisnaguinha

531mg/100g

430mg/100g

Pão de Forma

645mg/100g

522mg/100g

Pão Frances

616mg/100g

586mg/100g

Macarrão instantâneo

Deve alcançar teor Maximo de sódio 1920,7mg/100g (2012)

Existem produtos como o CAL RISE®, produto da Innophos com distribuição pela Makeni Chemicals. Este produto consegue substituir o SAPP na proporção 1:1 em todos os produtos do segmento de panificação. É um agente levedante a base de cálcio, ideal para formulações com redução de sódio e livre de sódio, além de uma excelente opção como fonte de cálcio, por se tratar de um produto com 18% deste mineral.

Já para a linha de carnes, frangos, embutidos, empanados, entre outros produtos, apresentam a linha Super Bind®, Curavis® So Lo 93, que são produtos que substituem o STPP e outros ingredientes, trazendo outros benefícios técnicos e redução de custo.

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Material técnico Innophos.

Makeni Chemicals Comércio e Indústria de Produtos Químicos Ltda.

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