Desenvolvimento de base para sorvetes sem colesterol

Desenvolvimento de base para sorvetes sem colesterol

Author: 1Rozycki, Sergio D.*; 2Fernandez, Juan M.; 3Giorda, Agustina A. 1Área Lácteos - Inst. de Tecnología de Alimentos (ITA) - Fac. Ingeniería Química (FIQ) Univ. Nacional del Litoral (UNL). Santa Fe, Argentina. 2Tesista Magister en Cs. y Tecnología de Ali

Devido à crescente preocupação pelos problemas alimentares como a obesidade e o sobrepeso, com suas graves conseqüências sobre a saúde (diabetes, problemas cardiovasculares, etc.) e por outros tipos de doenças como a celíase, a diabetes e a intolerância à lactose, tende-se a elaborar e consumir maior quantidade de produtos saudáveis e modificados. Por sua vez, as pessoas que não padecem problemas nutricionais, também estão interessadas em cuidar de sua dieta e levar uma vida saudável. Prestam mais atenção ao conteúdo de suas comidas de calorias, colesterol, gorduras saturadas, gorduras ?trans? e açúcares, entre outros, e valorizam aqueles produtos que contém modificações ou reduções destes ingredientes. O exposto, somado aos avanços em pesquisa nutricional e processos tecnológicos, tem levado ao desenvolvimento de novas categorias de produtos gelados. Por exemplo, sorvetes com reduzido teor de açúcares e gordura, com mais fruta e leite, enriquecidos com vitaminas ou de baixa caloria (low fat/nonfat ice cream), etc. Para isto se utilizam novas matérias primas e inovadores processos de produção. Atualmente, diferentes companhias reconhecidas mundialmente comercializam sorvetes aptos para dietas especiais, para celíacos (isentos de proteínas de glúten de trigo, aveia, cevada e centeio ? Sem TACC) e para diabéticos (sem sacarose, glucose e/ou dextrose). Apresentamos aqui o desenvolvimento de uma base para sorvetes sem colesterol.

Desenvolvimento de base para sorvetes sem colesterol

O sorvete tem conquistado a mesa familiar, onde pode estar presente em qualquer época do ano, e a variedade de sabores e apresentações disponíveis é cada vez maior. A : produção anual da Argentina de sorvetes gira em torno de 180.000a 200.000 toneladas, e o consumo médio per capita alcançou os 4 kg/ano, ocupando o país o posto 12 de consumo a nível mundial (Di Bartola, 2005).


Por sua mistura de ingredientes de alta qualidade, o sorvete é um produto refrescante e fácil de digerir. Seu valor energético vem por seu conteúdo em gordura, proveniente do leite, e pelos hidratos de carbono agregados. Possui um importante valor nutritivo que é aportado por seu principal ingrediente: o leite. Este proporciona proteínas de alto valor biológico e cálcio altamente biodisponível. Também estão presentes minerais como fósforo, magnésio e potássio (González Corbella, 2007).

Proteínas lácteas
As proteínas do leite contêm todos os aminoácidos essenciais para a vida. Também devemos destacar no leite as vitaminas lipossolúveis, fundamentalmente A, D e K e seus minerais, especialmente o cálcio (Spreer, 1991; Walstra et al, 2006). As proteínas, quando se encontram em adequada proporção, tendem a fazer o sorvete mais compacto e suave, evitando uma textura frágil e tosca. Portanto, se utilizada em pouca quantidade se debilita a estrutura do sorvete, e se estão presentes em excesso ocasionam o defeito de arenosidade (Mantello, 2008).


Uma possibilidade industrial como substituto de sólidos não graxos é utilizar concentrado de proteína de soro (Whey Protein Concentrate - WPC), nas formulações das misturas bases para sobremesas geladas (Chandan, 1997). O WPC é uma excelente fonte de proteína de alta qualidade, com a qual se produzem sorvetes ou sobremesas geladas de boa qualidade, com maior conteúdo protéico que o sorvete normal. El WPC contribui, além disso, para obter qualidades sensoriais e texturais favoráveis (Hofi e col., 1993; Tirumalesha e Jayaprakasha, 1998; Koxholt e col., 1999; Ruger e col., 2002; Patel e col., 2006).

Estabilizantes, espessantes, gelificantes e emulsificantes em sorvetes

No caso particular dos sorvetes, os estabilizantes que mais interessam são os emulsificantes, espessantes e gelificantes. Os espessantes e gelificantes dão aos sorvetes uma estrutura firme, “com corpo”. Os estabilizantes aumentam a viscosidade da mistura do sorvete. Desta maneira se retarda o desnatado e favorecem assim a estabilidade da emulsão. Demoram o crescimento dos cristais de gelo e lactose, melhorando com isso a estabilidade dos sorvetes no armazenamento. Em contato com a água formam espuma com o ar, acentuam com isso a capacidade de batimento da mistura e diminuem a tendência à fusão do sorvete (Fritz, 1989). Os emulsificantes reforçam a estabilidade gordura-água.

O colesterol e a saúde

Apesar de que para uma boa saúde se requer uma quantidade diária de colesterol na dieta, uma concentração demasiadamente elevada de colesterol sanguíneo pode aumentar o risco de desenvolver acidentes cerebrovasculares. A existência constante de níveis elevados de colesterol LDL (popularmente conhecido como "colesterol ruim") acima dos valores recomendados, aumenta o risco de sofrer estes eventos (principalmente infarto de miocárdio agudo) até dez anos após a sua determinação (Schaefer, 2002). Pelo contrário, e de maneira interessante, o colesterol presente nas lipoproteínas de alta densidade (HDL) exerce um rol protetor do sistema cardiovascular, que é conhecido como "colesterol bom". O excesso de “colesterol ruim” se deposita nas paredes das artérias e se associa a uma reação inflamatória (arteriosclerose), provocando uma diminuição em seu diâmetro até o ponto de obstruí-las gerando, segundo a área afetada, um infarto de miocárdio, um acidente cerebrovascular ou outras manifestações de isquemia arterial (Murgio, 2005). Atualmente há um grande impacto dos produtos “livres de colesterol” sobre a população (Bradley, 1989). Com o objetivo de satisfazer as necessidades dos consumidores se vem desenvolvendo alguns métodos para diminuir as quantidades de colesterol em alimentos, entre eles da gordura do leite (Boudreau e Arul, 1993).

Alimentos reduzidos em colesterol

O ser humano é uma espécie na qual a aterosclerose pode ser induzida por alimentação com colesterol. É por isso que se tem estudado e provado diferentes métodos físicos, químicos e biológicos para reduzi-lo em produtos alimentícios, entre eles os lácteos (Lee e col., 1999; Shim e col., 2003). A redução de colesterol nos alimentos pode ser parcial ou quase total, existindo alimentos “livres” e “reduzidos” em colesterol. A respeito, o artigo 1378 bis da Lei 18.284 do Código Alimentar Argentino estabelece que: “Com a designação de Alimento dietético sem Colesterol se entende aqueles que normalmente o contêm mas que tenham sido elaborados só com matérias primas que não acrescente colesterol aos que mediante um adequado processo tecnológico consigam eliminar totalmente o colesterol de sua composição normal”.

b-Ciclodextrina (b-CD)

Existem vários estudos que comprovam que a remoção do colesterol é conduzida efetivamente pela β-CD (Lee e col., 1999; Shim e col., 2003). Esta técnica se aplica em produtos animais tais como ovos e produtos lácteos, devido a que a β-CD é inócua para o ser humano (condição GRAS). A β-CD está disponível industrialmente a um custo razoável e forma um complexo de inclusão com o colesterol (Figura 2), muito estável à temperatura ambiente e fácil de separar do resto do produto por filtração ou centrifugação, sem que se altere em absoluto a composição e as propriedades nutricionais da matéria prima (Hedges, 1998).
A vitamina D (sucessora do colesterol) presente no leite não é removida, já que não forma complexo com a b-CD em um meio aquoso (Boudreau e Arul, 1993).

Material e métodos
Elaboração da mistura base sem colesterol
A partir do leite em pó integral (LPE) sem homogeneizar se obteve uma mistura com alta porcentagem de sólidos totais (% ST). A seguir se acrescentou creme, para obter uma mistura base inicial com a porcentagem de gordura requerida (4, 6 e 8%). Posteriormente se aqueceu, homogeneizou e resfriou, acrescentando β-CD sólida para complexar o colesterol. Agitou-se para favorecer o contacto β-CD-colesterol e se resfriou, centrifugando-se posteriormente para obter a mistura base inicial “sem colesterol” no sobrenadante e o complexo β-CD-colesterol no precipitado (sedimento). Separou-se o sobrenadante e lhe acrescentaram os demais ingredientes e aditivos, isentos de colesterol: açúcar (sacarose), proteínas de soro (WPC) e estabilizante. Realizou-se um tratamento térmico, deixou-se resfriar e agregou-se saborizante, armazenando a mistura base no freezer (-20ºC) para sua maturação e posterior avaliação sensorial.

Quantificação da porcentagem de extração do colesterol (% EC)
Aplicou-se um método enzimático-colorimétrico, utilizando um padrão standar de colesterol puro e aplicando a Lei de Lambert-Beer (Spotti, 2008).

Metodologia de investigação
Utilizou-se um desenho experimental Box-Bhenken, modificado. As variáveis investigadas foram a porcentagem de matéria gordurosa (% MG) na mistura base (X1=% MG = 4; 6 y 8%), a porcentagem de concentrado de proteínas de soro agregado (X2=% WPC 35 = 0; 1 y 2%) e a relação %β-ciclodextrina / %matéria gordurosa do leite (X3) (Myers and Montgomery, 1995).

Avaliação sensorial
Análises quantitativas
Catorze avaliadores selecionados, utilizando escalas não estruturadas de 10 cm ancoradas nos extremos, analisaram as características descritivas da textura sensorial das amostras (cremosidade, aspereza, adstringência e cristalinidade), as que foram julgadas pelos avaliadores no período de treinamento realizado, determinando-se os extremos das escalas: 1= “quase nada” e 9 = “muito”. As amostras foram codificadas com números aleatórios de 3 cifras (Amerine et al, 1965). A definição de cada característica ou parâmetro é:
Adstringente: sensação resultante de uma contração da mucosa na boca.
Cremoso: utilizado para descrever a maior ou menor facilidade para ser deformado por um movimento de arraste tangencial; parâmetro associado à consistência e viscosidade.
Áspero: falta de suavidade, irritante.
Cristalino: sensação de percepção de cristais de gelo através da língua.

Análises qualitativas
Defeitos e atitudes. Os mesmos avaliadores, nas mesmas condições, avaliaram diferentes características qualitativas do produto, utilizando três descritivos: “apenas perceptíveis”, “medianamente perceptível” e “muito perceptível”. As características foram defeitos, como apresentar sabor de soro, de cozido, ranço, oxidado, metálico e velho, entre outros. Outras características foram classificadas como desejáveis, como apresentar sabor doce e de creme.

Aceitabilidade. Foi realizado um ensaio de aceitabilidade (ASTM, 1968) com cem avaliadores não treinados, empregando uma Escala Hedônica com nove níveis de aceitabilidade desde “não gosto nada” até “gosto muitíssimo”. As amostras foram codificadas com números aleatórios de três cifras. Os avaliadores degustaram as amostras e selecionaram, para cada uma, um dos nove níveis do descritivo mencionado.

Resultados
Na tabela 2 observa-se que a porcentagem de extração de colesterol aumenta quanto menor é a concentração de gordura (4%) e maior é a concentração de βCD respeito à gordura, influenciando mais a última variável. Portanto, em sistemas mais concentrados em gordura se dificulta a extração do colesterol, devido a que o aumento de dita concentração torna menos eficiente a homogeneização, etapa de elaboração chave para liberar o colesterol e deixá-lo exposto para sua posterior compactação e extração. A formação deste complexo é um equilíbrio que se desenvolve favoravelmente quanto maior é a concentração do agente compactador (βCD).

Avaliação da estabilidade do produto

O tempo de goteado (tg), ou seja o tempo que demora a mistura base para produzir a primeira gota, é uma medida da estabilidade do sistema. Quanto maior é a %MG e a %WPC 35 (proteínas de soro) maiores são os valores de tg e, portanto, maior é a estabilidade o tempo necessário para que se produza a primeira gota de mistura base líquida (fundida), influenciando em maior medida a %MG. Portanto, o aumento do conteúdo de matéria gordurosa e de proteínas de soro, retardam a passagem para líquido das misturas bases sólidas iniciais.


Dalgleish (1990) observou que em estruturas gelificadas, a gordura participa ativamente das mesmas, formando parte dela e gerando uma estrutura mais fechada com poros menores, o que provoca uma maior dificuldade para a saída de líquido desde a matriz alimentícia até o exterior, produzindo uma maior retenção do mesmo (> tg).
As interações do tipo glóbulos graxos - gel protéico, poderiam resultar da reação entre a β-lactoglobulina absorvida pelos glóbulos graxos com a χ-caseína, através de enlaces disulfuro formados durante a etapa de aquecimento. As interações não covalentes (enlaces hidrofóbicos, principalmente) poderiam também ser importantes (Dalgleish, 1990). Devido ao aquecimento efetuado antes da homogeneização, interações deste tipo ou similares poderiam estar presentes nos sistemas estudados.


Enquanto as proteínas de soro apresentam um alto nível de hidratação, pelo qual possuem alto poder de captação de água (PCA) e costumam ser usadas como aditivos em produtos alimentícios que estão propensos a liberar soro (leites fermentados, embutidos, etc.) para minimizar ou evitar este defeito no produto final.


Quando o leite ou qualquer produto que o contenha se aquece, a β-lactoglobulina se modifica e reage com a κ-caseína para formar um complexo insolúvel. Quando a mistura base inicial (cujo componente principal em quantidade é o leite) se fortifica com WPC, a β-lactoglobulina excede a concentração de κ-caseína. Como resultado se formam outros complexos de proteínas como β-lactoglobulina e α-lactoalbúmina. Um dos benefícios mais significativos do WPC é seu efeito sobre a separação ou sinérese durante o armazenamento (vida de anaquel). Quando se tratam com calor de maneira correta, os produtos fortificados com WPC têm uma viscosidade mais alta e melhores propriedades para reter a água (Hugunin, 2008).

Análises sensorial das misturas base

Análises quantitativas. Foram avaliadas quatro características sensoriais das misturas iniciais, a saber: Cremosidade (C), Aspereza (A), Adstringência (As) e Cristalinidade (Cr). Se observou uma relação direta entre as três variáveis de desenho (X1 porcentagem de matéria gordurosa, X2 porcentagem de concentrado de proteínas de soro; e X3 relação %β-ciclodextrina/%matéria gordurosa de leite) e a cremosidade, e uma relação inversa com a cristalinidade, a aspereza e a adstringência. Portanto, quanto maior é a concentração de WPC 35, de βCD e de gordura, maior é a cremosidade e menor é a cristalinidade (formação de cristais), a aspereza e a adstringência das bases elaboradas. A variável que mais influenciou foi a concentração de gordura. As variáveis do desenho que melhor descrevem a textura do produto são a matéria gordurosa e, em menor medida, as proteínas de soro.

Análises qualitativas.
Foram calculadas as médias ponderadas para cada defeito (PPD), a pontuação ponderada global que inclui todos os defeitos de cada amostra (PPGD) e a pontuação ponderada global que inclui todas as características desejáveis de cada amostra (PPCD). Observou-se que todas as amostras apresentam defeitos qualificados entre “pouco” e “moderado”, em menor medida quanto maior é a % MG, aumentando com estas variáveis as características desejáveis, a “moderado” e “muito”. Portanto, a gordura governa as características sensoriais das misturas bases.
Isto permitiu selecionar algumas amostras e qualificá-las como as de melhores características sensoriais, com as quais se realizaram ensaios de aceitabilidade, por grau de gosto. Foram selecionadas três amostras que apresentaram as melhores características sensoriais, para realizar-lhes o ensaio de aceitabilidade. Para isto se contou com um painel de 100 pessoas não treinadas, de distintas idades e sexos, as quais avaliavam as amostras segundo o grau de sabor. As características destas amostras aparecem na tabela 4.


Se observa que na coluna de “gosto muitíssimo” e “gosto muito”, as pessoas em geral preferem a mistura base de maior conteúdo de matéria gordurosa, o mesmo ocorre quando separamos os avaliadores em grupos de idades, observando-se uma mudança no grupo de >60 anos, onde ocorre o contrário: preferem as misturas com o menor conteúdo gorduroso. A maior aceitabilidade se relacionou ao maior conteúdo de gordura. Misturas com o maior conteúdo de gordura obtiveram uma aceitação maior de 60% (pontuação mínima “gosto muito”) e maior que 85% (pontuação mínima: gosto moderadamente).
A textura do produto se encontra influenciada principalmente pelo conteúdo de matéria gordurosa e, em menor escala, pelo de proteínas de soro.

Conclusões
- Extração de colesterol. A variável que mais influencia sobre esta extração á a concentração do agente compactador-extrato (βCD), influenciando de forma direta. Observa-se uma influência inversa da porcentagem de matéria gordurosa sobre a porcentagem de extração de colesterol, devido a que a maior concentração de gordura diminui a efetividade da homogeneização, diminuindo a disponibilidade do colesterol para ser compactado.
As proteínas de soro influenciam inversamente sobre a porcentagem de extração. As proteínas de soro se absorvem parcialmente sobre os glóbulos graxos logo depois da homogeneização para formar as novas membranas dos mesmos. Isto poderia estar produzindo mudanças, principalmente superficiais, que estariam impedindo a compactação do colesterol, diminuindo a efetividade de sua extração.


- Determinações físicas. Observa-se que quanto maior é a porcentagem de matéria gordurosa ou a porcentagem de proteínas de soro, maior é o tempo necessário para que se produza a primeira gota de mistura base líquida (fundida), retardando a passagem para líquido das misturas bases sólidas iniciais. Portanto, ao aumentar qualquer das três variáveis no estudo (porcentagem de matéria gordurosa; porcentagem de concentrado de proteínas de soro e relação %β-ciclodextrina/%matéria gordurosa de leite), a velocidade de fusão da mistura base inicial decresce, tanto mais quanto maior é a porcentagem de matéria gordurosa, aumentando a estabilidade do sistema.

- Análises sensoriais. À medida que aumenta a concentração de proteínas de soro e de βCD diminui a aspereza e a adstringência, influenciando em maior medida a βCD. Observou-se uma relação direta entre as três variáveis no estudo e a cremosidade, e inversa com a cristalinidade, dependendo principalmente da porcentagem de matéria gordurosa. Conclui-se que a cremosidade está governada de forma direta pelo conteúdo de proteínas de soro e de gordura da mistura base inicial, principalmente desta última.


As amostras apresentam defeitos qualificados entre “pouco” e “moderado”, em menor medida quanto maior é a porcentagem de matéria gordurosa, aumentando com esta variável as características desejáveis a “moderado” e “muito”.
A maior aceitabilidade se relacionou ao maior conteúdo de gordura. Misturas com 8% de gordura obtiveram muito boa aceitação, enquanto que com 4% de gordura foram favoravelmente pontuadas. A textura do produto se encontra influenciada principalmente pelo conteúdo de matéria gordurosa e em menor medida pela concentração de proteínas de soro, sendo as que melhor descrevem a textura do produto. Este trabalho permitiu desenvolver um alimento nutritivo, funcional e de ampla aceitação, com muito boas características gerais.

Agradecimentos

Universidad Nacional del Litoral - Programa CAI+D 2006-2008, 12/H624, PACT 37, PI 205.
Heladerías Veneto S.A., Parque Industrial Sauce Viejo, Santo Tomé, Santa Fe, Argentina, principal empresa colaboradora desta pesquisa.
Ferromet S.R.L., Buenos Aires – Milkaut Coop. Unidas Lta., Franck, Argentina.

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