3.3.1. Efeito do polímero do preparado contendo cálcio
Na primeira etapa do estudo de caracterização das esferas de alginato, que consistiu na verificação do efeito do polímero contendo cálcio, foram utilizados dois tipos de polímero de forma a avaliar a variação da viscosidade em função da concentração e do tipo de polímero utilizado.
Na Tabela 4 encontram-se descritas as diferentes formulações para as quais foi efetuado este estudo.
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Tabela 4. Formulações estabelecidas para a produção de esferas de alginato com centro líquido.
Matéria-Prima I II III IV V VI VII % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) % (m/m) Cloreto de cálcio 1,500 1,500 1,500 1,500 1,500 1,500 1,500 Hidrocolóide 1 0,800 0,900 0,399 0,456 0,513 0,570 0,200 Hidrocolóide 2 0,301 0,344 0,387 0,430 0,600 Água 72,270 72,170 72,370 72,270 72,170 72,070 72,270
O valor de viscosidade de cada formulação, expresso em centipoise (cp), foi determinado através do viscosímetro rotacional Brookfield DV-II + Pro (Brookfield Engineering Laboratories, Inc., EUA). Nas formulações VI e VII determinou-se, também, a viscosidade através do viscosímetro Bostwick.
Para as respetivas formulações foram, ainda, avaliados o teor em sólidos solúveis e o pH.
3.3.2. Estudo do número de utilizações da solução de alginato até
ao seu esgotamento
Para a quantificação do número de utilizações da solução de alginato até ao seu esgotamento, efetuou-se vários gotejamentos de uma quantidade de preparado pré- definida (500 g) numa mesma solução de alginato a 0,50 % (m/m) e a gamas de tempo de contacto distintas (2-3 min, 3-4 min e 4-5 min). A gelificação inversa foi realizada com a solução de alginato a uma temperatura de 54±10 °C e com o preparado que contém a fonte de cálcio a uma temperatura de 58±2 °C. Utilizou-se o recipiente cilíndrico de pontas de plástico com um diâmetro de 4,5 mm (aproximadamente).
As esferas depois de estarem em contacto com a solução de alginato no tempo definido foram removidas da solução e passadas por água de forma a remover os resíduos de alginato que ainda pudessem existir. Como durante esta etapa existiram perdas da solução de alginato resultantes da retirada das esferas e do aquecimento da solução, e como não existia um método que permitisse determinar a quantidade de
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alginato consumido por cada gotejamento de preparado, apenas foi possível quantificar o número de vezes que se utilizou a mesma solução de alginato para pingar 500 g de preparado.
3.3.3. Efeito da concentração de alginato
Na avaliação da influência da concentração de alginato na resistência mecânica das esferas foram utilizadas duas concentrações de alginato diferentes, 0,50 % (m/m) e 0,80 % (m/m), mantendo constante a concentração da fonte cálcio (1,50 % CaCl2).
Utilizou-se o recipiente cilíndrico com as pontas de plástico e definiu-se como tempo de contacto com a solução de alginato os 4-5 min.
A realização do ensaio com 0,50 % (m/m) de alginato ocorreu a uma temperatura de 45±12 °C para a solução de alginato e a uma temperatura de 57±3 °C para o preparado que contêm o cálcio. Quanto ao ensaio com 0,80 % (m/m) de alginato, este foi realizado com a solução de alginato a uma temperatura de 49±10 °C e com o preparado a uma temperatura 59±1 °C.
Ainda no âmbito da análise do efeito da concentração de alginato na resistência mecânica das esferas, efetuou-se um ensaio com 1,00 % (m/m) de alginato para avaliar a resistência das mesmas. Porém, não será possível comparar estes resultados com os referentes às concentrações anteriormente descritas uma vez que, neste caso, utilizou-se o recipiente cilíndrico de pontas metálicas com 6,5 mm de diâmetro. Este ensaio ocorreu com a solução de alginato a uma temperatura de 50±1 °C e com o preparado onde está presente o cálcio a uma temperatura de 50±6 °C.
3.3.4. Efeito da concentração e fonte de cálcio
Nesta etapa do trabalho avaliou-se o efeito da concentração e fonte de cálcio na resistência mecânica das esferas assim como a medição da espessura da película para as diferentes concentrações e fontes de cálcio. Utilizaram-se duas fontes de cálcio, o
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cloreto de cálcio (CaCl2) e o lactato de cálcio (Ca-lactato), e fez-se variar a sua
concentração entre 1,00 % (m/m), 1,50 % (m/m) e 2,00 % (m/m). Convém referir que nos ensaios relacionados com o efeito da concentração e fonte de cálcio na resistência mecânica das esferas não se utilizou a formulação base apresentada na Tabela 3, mas a formulação com 0,20 % (m/m) de Hidrocolóide 1 e 0,60 % (m/m) de Hidrocolóide 2.
O tempo de contacto definido para com uma solução de 1,00 % (m/m) de alginato foi de 4-5 min e utilizou-se o recipiente cilíndrico com as pontas metálicas. O processo de gelificação inversa foi realizado a uma temperatura de 32±6 °C para o preparado com o cálcio e a uma temperatura de 52±13 °C para a solução de alginato.
Na análise da espessura das películas foram efetuadas medições antes e após pasteurização das esferas (90 °C, 3 min), e em triplicado. Em cada ensaio sobrepôs-se 10 películas e utilizou-se uma craveira para medição das mesmas. Para esta parte do estudo utilizou-se a formulação base presente na Tabela 3 em contacto com uma solução de alginato a 1,00 % (m/m) durante 4-5 minutos.
3.3.5. Efeito da temperatura e do glicerol
Na avaliação do efeito da temperatura da solução de alginato na formação das esferas foram estudadas quatro níveis de temperatura, 25 °C, 50 °C, 70 °C e 85 °C, e tal como anteriormente, foi definido o tempo de contacto de 4-5 min para uma solução de alginato a 1,00 % (m/m). Utilizou-se o recipiente cilíndrico com as pontas metálicas e a regulação da temperatura da solução de alginato, durante cada ensaio, foi conseguida através da placa de agitação magnética.
Para tentar perceber se existia alguma diferença significativa nas esferas de alginato que eram formadas às diferentes temperaturas, estas foram analisadas em termos de firmeza/compressão 24 horas após cada ensaio.
Durante a caracterização das esferas de alginato com centro líquido, também se efetuaram estudos sobre a influência do glicerol na formação das esferas (tamanho e perfeição do contorno das mesmas). Utilizaram-se duas concentrações diferentes de glicerol, 5 % (m/m) e 10 % (m/m), que foram adicionadas à solução de alginato a 1,00
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% (m/m). Foi efetuado, também, um ensaio de controlo (sem glicerol) para validar a existência ou não de diferenças na forma das esferas.
Na determinação do tamanho e do fator de esfericidade das esferas, tirou-se uma fotografia de um conjunto de 10 esferas para cada ensaio. Utilizou-se uma superfície branca e plana onde se colocaram as esferas e usou-se uma régua como referência de escala. Para ajudar na medição do tamanho e na determinação do fator esfericidade recorreu-se ao software de tratamento de imagem, GIMP.
Os valores do fator esfericidade[48] foram determinados tendo em consideração a seguinte relação:
Fator Esfericidade =( á )
( á )
(1)
O fator de esfericidade permite descrever a mudança relativa da forma da esfera. Uma esfera é considerada esférica se o fator de esfericidade for inferior a 0,05[48].
3.3.6. Efeito da adição de ácido málico ao preparado
O ácido málico constitui um ácido orgânico considerado seguro (E296) aceite pela Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) como regulador de acidez e intensificador de sabor e sem qualquer limitação que não seja a de utilização de boas práticas de fabricação[49]. Além disso, é um potente inibidor do crescimento de fungos e de algumas leveduras[50].
O motivo pelo qual se pensou em estudar o efeito do ácido málico nas esferas de alginato foi pelo facto de este estar presente na composição de esferas com centro líquido já comercializadas (ANEXO A.3). Com o objetivo de verificar se a adição de ácido málico ao preparado influenciaria a estabilidade das esferas ao longo do tempo, testaram-se três concentrações de ácido málico (0,10 % (m/m), 0,20 % (m/m) e 0,30 % (m/m)), sendo que é sobre a última que este estudo se irá focar.
Para o respetivo ensaio utilizou-se a formulação base presente na Tabela 3, sujeita à adição do ácido málico a 0,30 % (m/m). O tempo de contacto definido para
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com a solução de 1,00 % (m/m) de alginato foi de 4-5 min. Nesta etapa efetuaram-se pesagens de 10 esferas (6 réplicas) durante 55 dias.
Realizou-se, ainda, um ensaio controlo (sem ácido málico) com as mesmas características das esferas do ensaio anterior, mas devido à quantidade insuficiente de esferas de alginato, não foi possível realizar este estudo durante 55 dias. As esferas disponíveis permitiram a realização do estudo durante 18 dias.
Como estes 2 ensaios não estiveram sujeitos aos mesmos fatores, não será possível a realização de uma análise comparativa dos resultados.
3.3.7. Efeito da temperatura de pasteurização
Para avaliar a influência do tratamento térmico na resistência mecânica das esferas procedeu-se à pasteurização das mesmas numa solução açucarada (com o mesmo Brix das esferas) a 90 °C durante 3 minutos. As esferas obtidas através da formulação base presente na Tabela 3 foram sujeitas a 3 pasteurizações para tentar compreender se existia, também, alguma influência na resistência quando sujeitas a sucessivas pasteurizações.
Após cada pasteurização, as esferas permaneciam na solução açucarada até atingirem uma temperatura próxima à temperatura ambiente, para depois proceder à leitura das mesmas no texturómetro.
Com o objetivo de verificar se existia influência do tempo de contacto na resistência mecânica das esferas pasteurizadas foram efetuados tratamentos térmicos nas esferas com diferentes tempos de contacto (2-3 min, 3-4 min e 4-5 min) para uma concentração de alginato a 0,50 % (m/m). Avaliou-se, ainda, a influência da pasteurização nas esferas com concentrações de alginato a 0,50 % (m/m), 0,80 % (m/m) e 1,00 % (m/m).
Estudou-se, também, a utilização de outro binómio de pasteurização (95 ºC, 5 min) para verificar se a alteração da temperatura e do tempo de pasteurização têm efeito na resistência das esferas. Neste caso, realizou-se apenas uma pasteurização e um ensaio
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de controlo, a 90 °C durante 3minutos, para confirmar a existência ou não de diferenças em termos de resistência.
Testou-se ainda para o binómio de pasteurização (90 °C, 3 min), uma distância de compressão de 7 mm para confirmar se as esferas se comportavam da mesma forma como quando são sujeitas a uma distância de compressão de 5 mm.
3.3.8. Estabilidade das esferas ao longo do tempo
Além de produzir esferas de alginato com centro líquido, é necessário garantir/confirmar se estas se mantêm estáveis ao longo do tempo. Para isso, avaliou-se o comportamento das esferas antes e após pasteurização em termos de firmeza (resistência mecânica). Neste estudo utilizou-se esferas produzidas a partir da formulação base presente na Tabela 3 em contacto com uma solução de alginato a 1,00 % (m/m) durante 4-5 minutos. O estudo da estabilidade foi efetuado durante 18 dias.
Outros dos parâmetros avaliados foi a variação do peso e do contorno das esferas ao longo do tempo. Para a análise da variação do peso das esferas, foram utilizadas esferas de alginato acondicionadas numa calda com o Brix igual ao do centro líquido das esferas e esferas numa calda com o Brix igual ao valor que se obtêm quando as esferas são esmagadas. Efetuaram-se 6 réplicas com pesagem de 10 esferas e este estudo decorreu durante 55 dias.
Relativamente ao contorno das esferas, tirou-se uma fotografia de um conjunto de 10 esferas para determinar o fator de esfericidade. Tal como anteriormente, esta análise teve a duração de 55 dias.