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APLICAÇÃO DE CARRAGENAS EM PRODUTOS LÁCTEOS


A Vogler através da parceria com a Gelymar, um dos líderes mundiais na fabricação de carragenas, inova seu portfólio de hidrocolóides disponibilizando ao mercado uma linha que atende a diversos segmentos e aplicações. Contando com o intercâmbio de profissionais altamente especializados e investindo em constante aperfeiçoamento em tecnologias e desenvolvimento de processos e produtos, possibilita a oferta de soluções específicas para a indústria de laticínios.

A Gelymar é pioneira na produção de carragenas a partir de algas frescas, o que permite obter uma melhor qualidade funcional dos extratos utilizados. A planta de extração encontra-se próxima a fonte de extração em Puerto Montt, Chile, a maior reserva mundial de algas de água fria.

Introdução

A carragena foi descoberta em 1785 na cidade de Carragena, norte da Irlanda, onde as algas eram utilizadas para aumentar a viscosidade do leite consumido pela população.

As carragenas são um grupo de polissacarídeos naturais que estão presentes na estrutura celular das famílias Gigartinaceae e Soleriaceae. Estes polissacarídeos têm a particularidade de formar colóides e géis em meios aquosos e lácteos em concentrações muito baixas.

(Foto algas vermelhas)

Pesquisadores, através de estudos, mostraram que era possível separar a carragena em diferentes tipos, que são Lambda, Kappa, Iota, Mu e Nu, das quais Lambda, Kappa e Iota são as principais.

Quimicamente, as carragenas são polissacarídeos lineares apresentando moléculas alternadas de D-galactose e 3,6 anidro-D-galactose (3,6 AG) unidas por ligações α-1,3 e ß-1,4.

(Figura estrutura química da carragena)

As moléculas de galactose possuem grupos sulfato e/ou piruvato, encontrando-se geralmente na forma de sais de sódio, potássio e cálcio. O conteúdo e a posição dos grupos sulfatos diferenciam os diferentes tipos de carragenas que se classificam em:

  • Kappa I
  • Kappa II
  • Iota
  • Lambda
  • Principais tipos de carragenas

    Kappa I

    Este tipo de carragena é o que apresenta maior poder de gelificação. Possui (apresenta) conteúdo de éster sulfato entre 24% e 25% e entre 35% a 40% de unidades 3,6 AG. Este tipo de carragena produz géis firmes e quebradiços em água com alta sinérises.

    Necessita de alta temperatura para ativação, aproximadamente 75ºC, conferindo baixa viscosidade nos sistemas em que é aplicada.

    (Figura Estrutura kappa I) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Kappa II

    È o tipo de maior reatividade com leite. Possui (apresenta) conteúdo de éster sulfato entre 25% e 28% e entre 32% a 34% de unidade 3,6AG. Forma géis firmes e elásticos em água e leite com moderada sinérises. Possui alta reatividade com proteínas lácteas e necessita de alta temperatura para completa dissolução (aproximadamente 71ºC). Sua viscosidade é um pouco maior se comparada com a carragena Kappa I devido ao seu maior peso molecular.

    (Figura Estrutura kappa II)

    Iota

    Forma um gel bastante elástico em água e boa resistência a ciclos de congelamento/descongelamento. Possui conteúdo de éster sulfato entre 30% e 32% e entre 28% e 32% de unidades 3,6 AG. Requer temperatura para dissolução de aproximadamente 60ºC.

    (Figura Estrutura Iota) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Lambda

    È o tipo mais solúvel em água e leite. Possui cerca de 35% de éster sulfato e 0% de unidades de 3,6AG, o que impossibilita a formação de géis. É solúvel em água e leite frios, conferindo alta viscosidade nos sistemas em que é aplicada.

    (Figura Estrutura Lambda)

    (Figura Gradiente de propriedades das carragenas)

    Propriedades das carragenas

    Solubilização e gelificação

    Para obter a máxima funcionalidade das carragenas é importante uma boa dispersão no meio de forma a facilitar a dissolução e evitar a formação de grumos. Uma vez solubilizadas, as carragenas do tipo Kappa I, Kappa II e Iota formam, durante o resfriamento, uma estrutura molecular tipo dupla hélice e uma rede tridimensional reforçada pela presença de certos íons como cálcio e potássio.

    (Figura Solubilização e gelificação) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Sinergismo

    As carragenas apresentam sinergismo com alguns galactomananos e glucomananos, como por exemplo, o caso das carragenas Kappa I e Kappa II com a goma de alfarroba (LBG) e Konjac. A combinação com estes hidrocolóides potencializa a força de gel, reduz a sinérises e permite a obtenção de texturas mais elásticas.

    A carragena Iota tem sinergismo com amido resultando em aumento de viscosidade em sistemas aquosos.

    (Figura Sinergismo kappa I) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Estabilidade ao pH

    As soluções de carragenas são estáveis em pH neutro ou ligeiramente ácido. A combinação de altas temperaturas e baixo pH (menor que 3,7) produz hidrólise da carragena, provocando perda de viscosidade e da força de gel. Em sistemas de baixo pH se recomenda a dissolução da carragena antes da adição do ácido e o resfriamento mais rápido possível do sistema já que uma vez que o gel é formado, este não é afetado pelo meio ácido.

    Reologia

    Os géis de carragena tipo Kappa II e Iota apresentam comportamento tixotrópico. Quando submetidos a processos que envolvam agitação ou bombeamento, têm a viscosidade reduzida, retornando ao seu estado original uma vez que o esforço é retirado.

    Interação com proteínas

    Existe uma alta reatividade das carragenas, em especial do tipo Kappa II e Kappa I em sistemas lácteos, obtendo-se géis firmes em concentrações muito baixas. Este sinergismo se deve a interação da carragena, molécula carregada negativamente, e a K-caseína, que possui carga positiva. A reação ocorre em ampla faixa de pH e é reforçada por pontes de cálcio.

    Interação com sais

    As carragenas tipo Kappa II interagem com sais de potássio e cálcio, aumentando a firmeza, a temperatura de gelificação e a temperatura de fusão do gel. Os polifosfatos e citratos de sódio e de potássio facilitam a dissolução das carragenas, diminuindo sua viscosidade pois seqüestram íons divalentes. Favorecem a estabilidade das carragenas em meios ácidos.

    Suspensão de sólidos

    As carragenas tipo Kappa I e Kappa II, em baixas concentrações, formam uma rede capaz de manter suspensos sólidos em leite ou água.

    Espessante

    As carragenas tipo Kappa II e Iota são agentes espessantes em água ou leite quentes, o tipo lambda é um agente espessante a frio.

    Estabilização

    Graças a sua capacidade de gelificação e a forte interação eletrostática, as carragenas têm a propriedade de estabilizar emulsões. Devido á sua alta especificidade, são capazes de estabilizar sem modificar a textura do sistema. Em milk shakes e cremes tipo chantilly, são usadas para estabilizar emulsões e espumas.

    (Tabela Propriedades) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Extração de carragenas

    Dependendo das características da matéria-prima e do processo de extração utilizado, obtêm-se diferentes tipos de carragenas. A extração da carragena inicia-se com a seleção e classificação das algas. Após a etapa de lavagem, começa o processo de extração, clarificação e precipitação com álcool ou sais, seguido das etapas de secagem e moagem.

    (Figura Transporte) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Aplicações em lácteos

    As propriedades conferidas pelas carragenas, viscosidade e formação de gel, permitem obter diferentes texturas em variadas aplicações. Estas propriedades melhoram a coesividade, consistência, redução de sinérises e melhora da aparência.

    O poder de gelificação das carragenas é muito maior em leite devido a sua interação com a caseína. Utilizando-se concentrações de carragena bem menores do que em sistemas aquosos obtêm-se géis de mesma textura. Devido a estas propriedades funcionais são amplamente utilizadas com diversas aplicações na indústria de laticínios.

    As carragenas do tipo lambda podem atuar como agente espessante a frio ou a quente, as do tipo Iota e Kappa além de serem amplamente utilizadas como agentes espessantes em produtos que se preparam a altas temperaturas, também resultam géis estáveis em água à temperatura ambiente sem necessidade de refrigeração. Esses géis (Iota e Kappa) são transparentes e termorreversíveis, conseguindo uma ampla variedade de texturas desde muito elásticas e coesas, até géis firmes e quebradiços, dependendo da combinação das frações que se utiliza.

    (Foto Pudim) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Sobremesas: Os diferentes tipos de carragena permitem obter variadas texturas de géis em leite, desde firmes e quebradiços até suaves em sobremesas cremosas e aeradas. Em sobremesas gelificadas de leite é comum o uso de misturas de diferentes tipos de carragena em função da textura do produto final desejada: gel firme, cremosidade, elasticidade. Amidos e outros espessantes podem ser utilizados em conjunto com as carragenas. Em cremes tipo chantilly, são usadas para estabilizar emulsões e espumas.

    (Foto Chocolate) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Bebidas lácteas achocolatadas: A utilização de carragenas em bebida láctea achocolatada possibilita manter o cacau em suspensão, melhorar o corpo e a palatabilidade.

    Bebidas lácteas achocolatadas preparadas a partir da combinação de leite, soro, cacau e submetidas a tratamento térmico UHT têm como desafio o desenvolvimento de um sistema estabilizante que permita manter a bebida homogênea durante a vida de prateleira, evitando a sedimentação do cacau e aportando ao produto boa textura.

    A Carragena é o produto ideal para a estabilização de leites com cacau, especialmente a carragena Kappa II que possui alta reatividade com proteínas lácteas. A carragena exerce efeito colóide protetor sobre a proteína, evitando separações e mantendo o cacau suspenso. Outros hidrocolóides como guar, carboximetilcelulose, xantana conferem apenas viscosidade e podem ser combinados com a carragena para melhorar o perfil sensorial.

    Em leites aromatizados, as carragenas Kappa II associadas à Lambda, podem ser utilizadas para dar corpo e palatabilidade.

    Em leites reconstituídos a carragena estabiliza a gordura e a proteína adicionadas, além de melhorar o corpo.

    (Foto Sorvete) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Sorvetes: A carragena melhora as propriedades de derretimento, reduz a formação de cristais de gelo e evita a separação de soro. Em sorvetes aerados e mousses, a carragena estabiliza a emulsão e a espuma.

    (Foto Creme de leite) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Creme de leite: A textura do creme de leite UHT apresenta requisitos especiais, viscosidade fluída no envase e formação de posterior de gel na embalagem. Para esta aplicação a carragena é utilizada em combinação com outros hidrocolóides além de fosfatos/citratos como estabilizantes do produto.

    Para esta aplicação, as carragenas mais usadas são do tipo Iota que possuem a característica de formar géis suaves e textura viscosa em presença de cálcio, além de possuir propriedades tixotrópicas que permitem manter a viscosidade do produto final submetido a esforços mecânicos característicos do processo de elaboração.

    Em leites evaporados, a carragena estabiliza e melhora a emulsão.

    (Foto Queijo processado) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

    Queijo processado: Em queijos processados e similares, a carragena aumentando a resistência à estrutura formada pela caseína, melhora o corte, derretimento e cremosidade e aumenta o rendimento.

    Para atender a vasta gama de aplicações na indústria láctea, Vogler dispõe de carragenas de sua parceira Gelymar:

    Carragel: gelificante em água ou leite em variadas texturas

    Carralact: gelificante, espessante e estabilizante em leite

    Carrasol: espessante e estabilizante em água e produtos lácteos

    * Bernardo Hallack Hollanda é especialista em laticínios e * Ana Lúcia Barbosa Quiroga é gerente de P&D da Vogler Ingredients.

    Vogler Ingredients Ltda.

    Estrada Particular Fukutaro Yida, 1.173

    09852-060 - São Bernardo do Campo, SP

    Tel.: (11) 4393-4400

    Fax: (11) 4392-6600

    www.vogler.com.br




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