Estabilizantes, gomas, agentes geleificantes e espessantes são diferentes denominações para uma importante categoria de ingredientes alimentícios ou aditivos: os hidrocolóides - podendo ser polissacarídeos e em outros casos, proteínas. Com características distintas e muitas vezes únicas, os hidrocolóides exercem papel funcional fundamental em muitas matrizes alimentícias, desde a contribuição na sensação de preenchimento (mouthfeel) em uma bebida até uma estrutura firme, capaz de substituir pedaços de frutas, vegetais e até mesmo cárneos.

As fontes das quais se originam os diferentes hidrocolóides podem ser estruturas vegetais (plantas de solo, algas marinhas, sementes e exsudados), animais e bactérias fermentativas. As dosagens de uso de cada produto são particulares e dependem do respectivo mecanismo de funcionamento bem como da formulação e processamento do alimento. Exemplificando, são necessárias apenas duzentas partes por milhão (200 ppm) da Carragena para estabilizar cacau em uma bebida láctea, ou também em torno de 10% de Goma Acácia, para estabilizar emulsões de óleo em água. As propriedades dos hidrocolóides em produtos finais são diversas, sendo possível citar dentre elas, a suspensão de partículas por interações químicas e/ou pela formação de uma rede física estruturada, aporte de mouthfeel e viscosidade, modificação de textura através de geleificação e incremento de cremosidade, controle da formação de cristais de gelo após sucessíveis choques térmicos, estabilidade térmica ao forneamento, estabilidade de emulsões, controle da sinérese, recobrimento de produtos, reestruturação de produtos, maciez em produtos congelados, etc.

Todos os hidrocolóides, como o próprio nome já “explica”, têm em comum a interação com a água. Suas funcionalidades são atingidas a partir de mecanismos específicos, podendo ser via reação iônica, redução de pH, cisalhamento, presença de alta concentração de sólidos e aquecimento, porém a presença da água e a interação com a mesma, é que permitem as diversas propriedades. As investigações do funcionamento de cada tipo de estabilizante e o entendimento das possíveis interações entre eles, é de grande interesse dentro da tecnologia de alimentos para o desenvolvimento e melhoria de produtos, permitindo também a otimização de fórmulas, custos e processos.

DISPERSÃO E DISSOLUÇÃO

Para se obter o máximo desempenho do hidrocolóide, é crucial que a sua dispersão em água ou em leite (no caso de produtos lácteos) seja feita sob agitação vigorosa (com o uso de agitadores mecânicos, triblenders, etc) e/ou também associando outros ingredientes em pó da formulação em uma pré-mistura (ex: açúcar, maltodextrina, etc). Dessa forma, o vórtice formado na agitação, que mantém as partículas mais separadas e a competição pela água do ingrediente em pó adicional, reduz a formação de “grumos” que prejudicam os resultados desejados no produto final. Os “grumos” são aglomerados de partículas de hidrocolóide encapsuladas, e estão parcialmente hidratadas porém apenas externamente. É importante enfatizar que dependendo da quantidade e o tamanho dos “grumos” não dispersos, há o risco do entupimento de tubulações, sendo necessária a colocação de filtros para prevenção de arraste na linha para os tubos e trocadores de calor. A dispersão adequada é um pré-requisito de qualquer aplicação que contenha qualquer hidrocolóide na formulação.

Dentre os tipos de hidrocóloides, existem aqueles que são solúveis a frio e aqueles que são solúveis apenas quando submetidos ao aquecimento. A solubilidade é de fato a interação do hidrocolóide com a água e que depende da composição da molécula e seus respectivos grupos funcionais ligados a ela. Com as partículas entumecidas, o hidrocolóide pode desempenhar a respectiva característica no produto, como mouthfeel, viscosidade, formação de uma rede estruturada e/ou geleificação. Para alguns hidrocolóides a geleificação também depende da presença de íons positivos, no caso do Alginato, da Pectina de Baixa Metoxilação e da Gelana de Baixo Acil ou dependem de alta concentração de sólidos e baixo pH, como a Pectina de Alta Metoxilação. Em solução aquosa, poderão ocorrer interações na escala molecular do hidrocolóide, como pontes de hidrogênio (intra e intermolecular), interações com proteínas, ligações eletrostáticas e estéricas, ligações cruzadas mediadas por cátions, sendo assim responsáveis diretas pelas funcionalidades.

O tamanho de partícula é outro atributo que influencia diretamente na qualidade da dispersão. Caso a distribuição da granulometria de um produto tenha predominância de partículas maiores, a dispersão ocorre mais lentamente. Isso reduz o risco da formação de “grumos”. Por outro lado, em misturas instantâneas em pó, é apropriado utilizar um espessante de tamanho de partícula menor, já que os outros ingredientes da formulação também competirão pela água e a hidratação ocorrerá mais rapidamente.

REOLOGIA

Fluidos Newtonianos, são aqueles que sob variações da taxa de cisalhamento ou agitação não sofrem alterações em sua viscosidade. Um exemplo de fluido Newtoniano é a água. Já os fluidos Não-Newtonianos apresentam variações na viscosidade conforme a taxa de cisalhamento varia. Existem diferentes classificações para fluidos Não-Newtonianos, de acordo com a maneira como a viscosidade varia sob diferentes taxas de cisalhamento. No caso de soluções aquosas de hidrocolóides, o comportamento de fluido Não-Newtoniano mais característico é o do tipo pseudoplástico, apresentando redução da viscosidade ao serem submetidos a taxas crescentes de cisalhamento.

Alguns fluidos Não-Newtonianos e pseudoplásticos podem apresentar a característica da tixotropia, que é uma resposta da viscosidade que depende do tempo de cisalhamento. Normalmente é observado uma queda brusca de viscosidade na presença de cisalhamento, tornando-se gradual após algum tempo. Com a interrupção da agitação há a recuperação da viscosidade inicial, porém de forma gradual. Alguns dos hidrocolóides, como a celulose microcristalina coloidal, a xantana e a gelana apresentam essa característica de forma mais pronunciada, pois se estruturam formando uma rede ordenada quando em solução. Tal característica é interessante do ponto de vista de processo, pois sob bombeamento e durante a transferência de fluidos, a viscosidade reduz significativamente, porém sendo recuperada após interrupção da agitação. A tixotropia também contribui para as propriedades de suspensão de partículas como em molhos e bebidas. A figura 1 mostra o comportamento da xantana em solução, no qual a rede estruturada e emaranhada dos polímeros vai perdendo essa estrutura e viscosidade, quando aplicadas taxas crescentes de cisalhamento. Isso ocorre até o momento em que a viscosidade não varia de forma significativa sob a agitação crescente.

Figura 1. Representação esquemática do comportamento pseudoplástico de uma solução de xantana.

A partir dessas considerações fica evidente que para o critério de escolha do hidrocolóide, vários aspectos contam como os objetivos desejados de textura e/ou estabilidade, a funcionalidade tecnológica do ingrediente (espessamento, geleificação, estabilização), custos, processo de fabricação e a estrutura de equipamentos disponíveis.

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O conhecimento das diferentes combinações dos hidrocolóides permite a formulação de sistemas estabilizantes ou espessantes que entreguem além das funcionalidades individuais de cada ingrediente. A Sweetmix conta com uma linha de produtos específica, composta de soluções em textura e estabilidade de produtos - a linha Sweetgum®. Com a linha Sweetgum®, a Sweetmix formula soluções que atendam às diferentes demandas e objetivos. Com a capacidade de formulação e produção local, a Sweetmix trabalha para a entrega de produtos com alta qualidade e alinhados com os objetivos e necessidades dos seus clientes.