Optimização de um brilho quente neutro

outubro de 2013

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Ana Cláudia Pereira Nunes

Optimização de um Brilho Quente Neutro

UMinho|20 13 Ana Cláudia P er eira N unes Op

Dissertação de Mestrado

Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

Ramo Tecnologias Química e Alimentar

Trabalho efetuado sob a orientação do

Professor Doutor António Vicente

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Ana Cláudia Pereira Nunes

ii

DECLARAÇÃO

Nome: Ana Cláudia Pereira Nunes

Endereço eletrónico:anaclaudiapnunes@gmail.com Número do Bilhete de Identidade:13652190

Título da dissertação: Optimização de um Brilho Quente neutro Orientador: Professor Doutor António Vicente

Ano de conclusão: 2013

Designação do Mestrado: Mestrado Integrado em Engenharia Biológica – Ramo Tecnologias Química e Alimentar

É AUTORIZADA A REPRODUÇÃO INTEGRAL DESTA DISSERTAÇÃO APENAS PARA EFEITOS DEINVESTIGAÇÃO, MEDIANTE DECLARAÇÃO ESCRITA DO INTERESSADO, QUE A TAL SECOMPROMETE;

Universidade do Minho, 31/10/2013 Assinatura:

A

Ao longo deste percurso vários foram os contributos que se tornaram fundamentais para que fosse possível atingir esta meta. Desta forma, desejo a todos eles apresentar os meus agradecimentos:

- Ao meu orientador, Professor Doutor António Vicente, pela disponibilidade concedida, apesar de muito trabalho, pelas correcções e esclarecimentos prestados durante o desenvolvimento deste projecto, bem como pelos conhecimentos transmitidos ao longo do curso.

- À Engenheira Alexandra Azevedo, orientadora na empresa, pelo acompanhamento durante o estágio e conhecimentos transmitidos que permitiram a realização deste projecto, assim como pelos esclarecimentos prestados sempre que surgia uma dúvida.

- A todos os responsáveis e trabalhadores da empresa Decorgel, que permitiram a realização do estágio nas suas instalações, me receberam com generosidade, e me auxiliaram sempre que necessário.

- A todos os amigos e colegas de curso pelo tempo bem passado ao longo de 5 anos e pela motivação e apoio em todos os momentos.

- E em especial aos meus pais, sem os quais nada disto teria sido possível, pelo esforço, dedicação e carinho que me concederam e por me permitirem adquirir novas oportunidades na vida.

R

Este projecto tem como principal objectivo a optimização de um brilho quente neutro constituído por açúcar, pectina, xarope de glucose, ácido cítrico, citrato de sódio e água. Este produto apresenta valores de ˚Brix, pH e consistência a quente e frio (segundo o método de Bostwick) de (68±2)˚, 3,3±2, (15±2) cm e 0 cm, respectivamente, e caracteriza-se pela ausência de sabor, odor e cor.

Para o seu desenvolvimento, optou-se pela substituição do agente gelificante usado, Pectina 1, pelos hidrocolóides Agar, Pectina 2 e Pectina 3.

Após elaboração do brilho sob as diferentes formulações, realizou-se a medição dos parâmetros ˚Brix, pH e consistência e a análise das características sensoriais de cada produto, assim como o teste de aplicação, através do qual foi obtido o tempo de gelificação de cada versão depois da adição de água e aquecimento.

Através dos valores obtidos para os parâmetros, verificou-se que os hidrocolóides Pectina 2 e Pectina 3 permitem a produção do brilho com os parâmetros e características desejados em igual proporção à Pectina1, e que o Agar necessita de uma concentração superior para obter uma consistência a frio nula.

Para além disso, observou-se que apenas a versão correspondente à Pectina 3 é exequível quanto ao teste de aplicação, com um tempo de gelificação de 60 s, embora não supere a eficácia de aplicação do produto padrão (tempo de gelificação de 35 s).

Através da análise económica constatou-se que o padrão, com um custo de 0,63 €/kg, é mais económico do que as restantes versões testadas, das quais a versão correspondente à Pectina 3 é a mais barata e próxima do padrão, com um custo de 0,66 €/kg.

Em suma, através deste estudo aferiu-se que, apesar das características sensoriais e dos parâmetros serem concordantes com o desejado, nenhum dos hidrocolóides testados supera a Pectina 1 quanto à aplicação prática do produto e financeiramente, ou seja, nenhuma das alternativas analisadas é um substituto equivalente ou mais eficaz do que esta pectina.

T

:

Optimization of the neutral reversible glaze

A

The aim of this project was to optimize the reversible neutral glaze constituted by sugar, amidated pectin, citric acid, sodium citrate and water. This product shows for the parameters ˚Brix, pH and hot and cold consistency (using Bostwick Method) values of 68 ± 2, 3.3 ± 2, (15 ± 2) cm and 0 cm, respectively, and the product is characterized by an absence of taste, odor and color.

For its development, it was decided to replace the gelling agent Pectin 1 for the hydrocolloids Agar, Pectin 2 and Pectin 3.

After production of the glaze according to the various formulations was performed the measurement of parameters ˚Brix, pH and consistency and was analyzed sensory characteristics of each product as well as the application of the product, obtaining the gelling time of each version after adding water and heating.

Through the values obtained for the parameters, it was found that hydrocolloids Pectin 2 and Pectin 3 allow the production of glaze with the desired parameters and characteristics with the same ratio from Pectina 1 and that the Frimulsion require a higher concentration in order to obtain a cold consistency zero.

In addition, it was observed that only the version of Pectin 3 was feasible in the application test with a gelling time of 60 s. Although, not overcome the efficacy to application of the standard product (gelling time 35 s).

Financially it was verified that the standard, with a cost of 0.63 €/kg, is more economical than the other versions, of whom the version of the Pectin 3 is the most inexpensive and next to standard, with a cost of 0.66 €/kg.

In short, by this study it was concluded that despite the sensory characteristics and parameters were concordant with the desired, none of the hydrocolloids tested overcomes Pectin 1 how the practical application of the product and financially, in other words, none of the alternatives discussed are equivalent substitutes or more of effective than Pectin 1.

Í

Agradecimentos ... iii

Resumo ... v

Abstract ... vii

Índice de Figuras ... xi

Índice de Tabelas ... xiii

1. Introdução ... 1 1.1 Pectina ... 3 1.1.1 Estrutura ... 3 1.1.2 Propriedades e características ... 5 1.1.3 Degradação da pectina ... 7 1.1.4 Aplicações ... 8 1.2 Carragenana ... 9 1.2.1 Estrutura ... 9 1.2.2 Propriedades e características ... 10 1.3 Gelana ... 11 1.3.1 Estrutura ... 11 1.3.2 Propriedades e características ... 11 1.4 Agar ... 12 1.4.1 Estrutura ... 12 1.4.2 Propriedades e características ... 12 2. Materiais e métodos ... 15 2.1 Métodos ... 15 2.1.1 . Método refratométrico ... 15 2.1.2 Método do potenciómetro ... 15 2.1.3 Método de Bostwick ... 16

2.2 Protocolo: produção do brilho quente Padrão ... 16

2.3 Protocolos brilho quente com Agar, Pectina2 e Pectina3 ... 17

2.4 Teste de aplicação ... 18

x

3.1 Parâmetros (˚Brix, pH e consistência) durante e após produção ... 19

3.2 Características sensoriais ... 23 3.3 Teste de aplicação ... 24 3.4 Análise económica ... 26 4. Conclusão ... 29 Referências Bibliográficas ... 31 ANEXO I ... 33 ANEXO II ... 33 Anexo III ... 34 Anexo IV ... 34 Anexo V ... 35 Anexo VI ... 35 Anexo VII ... 36

Í

F

Figura 1- Esquema da estrutura da pectina……….3

Figura 2- Estrutura química da Pectina………...4

Figura 3- Mecanismo de gelificação da AGE………...5

Figura 4- Mecanismo de gelificação da BGE……….6

Figura 5- Estrutura química das carragenanas dos tipos ί (à esquerda) e κ(à direita)………...9

Í

T

Tabela 1-Intervalo de valores para os parâmetros pH, ˚Brix e consistência (fornecidos pela

Decorgel)……….2

Tabela 2- Constituição do produto e as respectivas quantidades de cada matéria-prima…….16

Tabela 3 - Constituição do brilho quente da versão 1,3 e 4………..18

Tabela 4 - Constituição do brilho quente da versão 2………..18

Tabela 5 - medição dos parâmetros pH, ˚Brix e consistência a quente realizadas durante a elaboração do produto………...19

Tabela 6 - medição dos parâmetros pH, ˚Brix e consistência (≈ 25˚C) realizadas após um período de, aproximadamente, 24h………...20

Tabela 7- Características sensoriais………..23

Tabela 8 - Tempos de solidificação de cada versão produzida………...24

Tabela 9 - Custo da formulação por quilograma de produto………...26

Tabela A1 - Preço das matérias-primas.………...33

Tabela A2 - parâmetros registados para o padrão………....33

Tabela A3 - parâmetros registados para a versão 1………34

Tabela A4 - parâmetros registados para a versão 2 .………..34

Tabela A5 - parâmetros registados para a versão 3………35

Tabela A6 - parâmetros registados para a versão 4………..35

1. I

. O sector alimentar encontra-se em constante progresso na procura pela qualidade e novos produtos. Por outro lado, também existe a necessidade das empresas deste sector se diferenciarem no mercado através do desenvolvimento de produtos alternativos aos actualmente comercializados.

Para além do destaque que um novo produto de qualidade pode dar a uma indústria perante os seus clientes, a procura de produtos alternativos pode ser motivada por outros factores como a necessidade de expansão a novos mercados ou de diferenciação económica, tornando o custo de produção do produto inferior.

A Decorgel é uma empresa de produtos para pastelaria que tem como preocupação principal a satisfação dos seus clientes, tentando responder da melhor forma a todos os desafios que lhe são propostos.

No decorrer do estágio na Decorgel foi proposto o desenvolvimento de um projecto, no qual o desafio é a optimização da fórmula actual do brilho quente neutro comercializado pela empresa. Desta forma, torna-se necessária a compreensão deste produto assim como da sua constituição.

Um brilho consiste num produto à base de açúcar, geralmente, incolor, com ou sem aroma, que é pincelado na superfície de vários produtos já confeccionados para venda em pastelarias. No caso do brilho neutro, a ausência de cor e de sabor é uma característica fundamental.

O uso de brilhos, que podem ser quentes ou frios, é uma prática recorrente na pastelaria que visa salientar a apresentação do produto e auxiliar na sua conservação, prevenindo a desidratação (1). Os brilhos frios são parcialmente líquidos o que permite a sua aplicação directa nos produtos, enquanto os brilhos quentes, comercializados em estado sólido, necessitam da adição de uma certa quantidade de água, que varia de acordo com as indicações do produtor, e de posterior aquecimento, retomando desta forma ao estado liquido permitindo o seu espalhamento. Geralmente, a quantidade de água a ser adicionada juntamente com o brilho quente define-se segundo uma percentagem. Essa percentagem, segundo a Decorgel, corresponde a “50% à pasteleiro”, linguagem aplicada por pasteleiros visando uma fácil percepção das quantidades necessárias para a mistura, que significa que a 100g de produto são adicionados 50g de água. Assim sendo, na realidade a mistura é

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constituída por 66,7% (m/m) de produto e 33,3% (m/m) de água. Para além disso, salienta-se o facto de que após aplicação de um brilho quente no produto este deve solidificar na sua superfície, sendo o tempo de solidificação de, aproximadamente, 30 s para a sua aplicação com adição de 33,3% de água.

Para que um brilho seja eficaz quando aplicado e de boa qualidade é necessário que, independentemente da sua composição, sejam analisadas certas características (consistência, Brix, pH, transparência e sabor). Uma das características mais importantes é o ˚Brix ou índice refractométrico, escala aplicada na indústria alimentar, que mede a quantidade de sólidos solúveis, correspondendo maioritariamente à quantidade de açúcares, especialmente de sacarose, dissolvidos num produto (2). Este teor em açúcares pode afectar as quantidades de cada um dos componentes usados na formulação de um brilho. A consistência baseia-se na medição do deslocamento do produto aplicando o método do Bowstwick. O pH consiste numa escala baseada na medição da concentração de iões H3O+ (3).

A Decorgel, actualmente, comercializa um brilho quente neutro1 constituído por açúcar, xarope de glucose, pectina amidada de baixa esterificação (Pectina 1), ácido cítrico, citrato de sódio e água, que é definido pelos valores de pH, ˚Brix e consistência, que se encontram descritos na Tabela 1.

Tabela 1-Intervalo de valores para os parâmetros pH, ˚Brix e consistência (fornecidos pela Decorgel)

Parâmetros

pH 3,3±0.2

˚Brix 68±2

Consistência quente (cm) 15±2

Consistência a frio (≈25˚C/cm) 0

Numeração das O brilho que o produto confere está relacionado com o açúcar que o constitui, no entanto para que seja possível comercializa-lo, é necessária a adição de outros componentes, de forma a manter o produto estável e conservado até à sua utilização. No caso deste brilho, a pectina adicionada actua como gelificante, permitindo a venda do brilho em estado sólido, e o ácido cítrico como acidificante, que também se caracteriza pelas suas propriedades conservantes, visto que a maioria dos microrganismos é intolerante a pH ácido.

Como se verifica, a pectina actua na formulação do brilho como agente gelificante, afectando mais as suas características do que os restantes ingredientes. Por outro lado, de todos os ingredientes actuais da formulação este é aquele que acarreta maior custo para o produtor, o que leva ao facto de que a sua substituição na formulação seja o caminho escolhido e mais promissor para o alcance do objectivo proposto. Para tal, torna-se necessário compreender o que é este agente gelificante e como se comporta quando presente num produto.

1.1 Pectina

A pectina, descoberta em 1790, representa um conjunto de polissacarídeos naturais, com função estrutural e funcional, constituintes da parede celular de células vegetais que se apresentam na natureza sob diferentes formas (protopectina, ácidos pécticos e ácidos pectínicos). No entanto, o termo pectina é geralmente aplicado para denominar os ácidos pectínicos hidrossolúveis (4)(5), que se caracterizam pela presença de resíduos de ácido galacturónico unidos por ligações α - (1→4) na sua composição.

1.1.1 Estrutura

Atualmente, a estrutura aceite é constituída por três polissacarídeos principais, homogalacturonanas, e ramnogalacturonanas tipo I e II (Figura 1).

Figura 1-Esquema da estrutura da pectina (5).

Como se pode observar na Figura 1, as homogalacturonanas constituem a cadeia linear e principal da pectina, sendo os polissacarídeos que se apresentam em maior quantidade. Estes polissacarídeos possuem grupos carboxílicos esterificados com grupo metilo (6).

Por sua vez, as ramnogalacturonanas do tipo I e II apresentam-se nas cadeias ramificadas. Como o próprio nome indica, a ramnogalacturonanas, para além das unidades de ácido galacturónico, são constituídas por ramnose, a qual pode estabelecer ligações com

4

cadeias residuais de açúcares neutros, onde predominam a L-arabinose e a D-galactose (5) (6) (7). Os dois tipos de ramnogalacturonanas diferem entre si no tamanho das cadeias e nas ramificações de cadeias de açúcares que ambos os tipos possuem (5).

A estrutura descrita acima refere-se essencialmente à pectina natural, pois a pectina comercial apresenta ligeiras alterações devido ao processamento sofrido.

A pectina comercial possui uma estrutura menos complexa devido às perdas de cadeias laterais que ocorrem durante o processamento. Por este motivo, é usual definir a estrutura da pectina como sendo apenas uma cadeia linear de unidades de ácido galacturónico unidas com uma ligação α- (1-4) esterificadas com grupos metilo (Figura 2), embora nem todas as ramificações sejam eliminadas (5).

Para além disso, a estrutura da pectina, seja esta natural ou comercial, é dependente da sua origem, o que torna a definição da sua estrutura uma matéria difícil.

Figura 2- Estrutura química da Pectina (8).

As pectinas são diferenciadas pelo seu grau de esterificação. Grau de esterificação é a razão entre o total de unidades de ácido galacturónico esterificado e o total de unidades de ácido galacturónico (9). Através dessa razão as pectinas dividem-se em dois grupos, segundo Food Chemical Codex, as de elevado e as de baixo grau de esterificação. As de elevado grau de esterificação possuem grau superior a 50%, por outro lado, as de baixo grau são definidas por um grau de esterificação inferior a 50% (5) (9).

Para além de pectinas de elevado e baixo grau de esterificação, também existem as amidadas. As pectinas amidadas são de baixo grau de esterificação, usualmente obtidas a partir de pectinas de elevado grau. A amidação de uma pectina significa que existe substituição parcial de grupos éster por grupos amina (-NH2). Portanto, existe um grau de

amidação, ou seja, a razão entre o total de unidades de ácido galacturónico amidadas e o total Ácido

Galacturónico

Ácido Galacturónico esterificado

Figura 3- Mecanismo de gelificação da AGE (11)

de unidades de ácido galacturónico, normalmente o grau de amidação situa-se entre os 10 e 25%.

Os graus de esterificação e amidação influenciam directamente as características da pectina condicionando as suas aplicações.

1.1.2 Propriedades e características

 Propriedades ácidas: a pectina é maioritariamente constituída por unidades de ácido galacturónico, o que faz com que possua características de um ácido poliprótico fraco. Um exemplo destas características é o pKa que, para pectinas com 50% de grupos carboxílicos, se encontra no intervalo de 3,5 a 4,5 (5).

 Capacidade de gelificação e características dos géis formados: quando a pectina está presente em soluções aquosas tem a capacidade de formar géis em meio ácido e na presença de iões divalentes, como cálcio, ou açúcares devido ao seu carácter hidrofílico, que proporciona a agregação de moléculas de água (10). Esta é a sua propriedade mais significativa e a mais importante no que consta às suas aplicações actuais. No entanto, as condições em que ocorre a gelificação e o género de géis que se formam são dependentes do tipo de pectina usada. O mecanismo de gelificação mais adoptado é a gelificação com base no grau de esterificação.

Pectinas de alto grau de esterificação (AGE)

Este tipo de pectina tem a capacidade de formar géis quando a presença de sólidos solúveis é superior 55%, correspondendo estes na maioria a açúcares, desde que o meio ao qual é adicionada a pectina seja ácido (o pH deverá ser próximo de 3) (10).

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Figura 4- Mecanismo de gelificação da BGE (11).

Os sólidos solúveis promovem a interacção entre as moléculas de pectina, levando à formação de pontes de hidrogénio entre as moléculas e interacções hidrofóbicas entre os grupos metilo. Os géis formados não são termorreversíveis, ou seja, após solidificação, mesmo com a presença de temperaturas superiores, a solução não volta ao estado liquido.

Pectinas de baixo grau de esterificação (BGE)

Neste caso, a gelificação pode ocorrer para uma gama de pH superior relativamente à de elevado grau de esterificação, sem afectar a formação de gel, e necessita da presença de quantidades suficientes de iões metálicos di ou tri-valentes.

Na aplicação deste tipo de pectinas, a gelificação ocorre para qualquer percentagem de sólidos solúveis desde que se verifiquem as condições mencionadas anteriormente e, como tal, não é necessária a adição de açúcares. Os géis formados nestas circunstâncias são termorreversíveis e são originados pela formação de agregados das cadeias de pectina em torno dos iões, modelo “egg-box” (Figura 4) (12).

Pectinas amidadas

As pectinas amidadas, como já foi referido, são pectinas com baixo grau de esterificação. Portanto, o seu mecanismo de gelificação é semelhante ao das pectinas com baixo grau de esterificação apesar de ainda não ser concreto o papel dos grupos amida no processo de gelificação (10). No entanto, é de salientar que a pectina amidada possui maior estabilidade e necessita de uma menor quantidade de iões para que ocorra formação de gel.

 Interacção da pectina com outros biopolímeros: quando adicionada a uma solução a pectina pode reagir com biopolímeros como proteínas e polissacarídeos, formando ligações ou repelindo-os. Desta forma, a pectina pode coexistir com outros biopolímeros em solução ou pode provocar fenómenos de separação de fases. O seu comportamento é dependente das

características do biopolímero e de parâmetros como pH, força iónica, concentração e temperatura.

 Actividade biológica e farmacológica: o facto de a pectina ser uma fibra dietética faz

com que haja benefícios para a saúde com a sua aplicação. Em casos de envenenamento por catiões tóxicos, permite a remoções dos iões tóxicos do trato gastrointestinal devido à actuação como profilático natural. Também possui actividade antidiarreica. Para além disso, estudos demonstraram a capacidade anticancerígena (redução de tumores, …) por parte das substâncias pécticas (5).

1.1.3 Degradação da pectina

As funções e estabilidade da pectina podem ser afectadas por diversos motivos, nomeadamente através da sua degradação que pode ser química ou enzimática.

 Degradação química

A degradação química deve-se à despolimerização ou de-esterificação da pectina presente em solução aquosa. Ou seja, deve-se à auto hidrólise resultante da humidade existente quando a pectina se encontra na sua forma ácida. Se o pH da solução for ácido a pectina adquire alguma estabilidade diminuindo a capacidade de degradação química (5). Por outro lado, se o pH for alcalino as cadeias de homogalacturonanas despolimerizam através da eliminação da ligação glicosídica. As pectinas com elevado grau de esterificação são mais vulneráveis a este tipo de reacção.

 Degradação enzimática

Este tipo de degradação deve-se à acção de enzimas pectolíticas ou pectinases, que são um grupo grande e heterogéneo de enzimas produzidas quer por plantas quer por microrganismos. As pectinases podem dividir-se em três grupos as protopectinases, pectinoesterases e enzimas despolimerizantes (13).

As protopectinases são responsáveis pela transformação da protopectina em pectina solúvel, com elevado grau de polimerização, sendo denominadas enzimas digestivas.

As pectinoesterases catalisam a de-esterificação da ligação éster dos resíduos de ácido galacturónico metoxilados, através da degradação do metil galacturonato.

8

As enzimas despolimerizantes desfazem a ligação glicosídica entre as unidades de ácido galacturónico constituintes da cadeia de pectina por hidrólise ou eliminação, sendo as enzimas aplicadas, no primeiro caso, as hidrolases e, no segundo, as liases.

1.1.4 Aplicações

A pectina pode ser aplicada em diversos tipos de indústria, como por exemplo na indústria farmacêutica, mas a sua utilização é mais comum na indústria alimentar.

Na actualidade, a indústria alimentar consome praticamente toda a pectina que é produzida para venda comercial. Neste sector as suas aplicações são muito variadas, sendo que a mais usual é como agente espessante e gelificante.

A produção de geleias e gelatinas é das áreas alimentares a que mais utiliza pectina. O seu uso nesta situação permite a obtenção de geleias e gelatinas com consistência estável, pouca sinérese, brilhantes, fáceis de barrar e distribuição mais homogénea das frutas na sua constituição (11).

A sua aplicação na indústria alimentar passa também pelo sector de bebidas lácteas acidificadas. Nesta área, a pectina pode ser utilizada como estabilizante. Por exemplo, no caso de produção de iogurte líquido a pectina é aplicada ao produto e interage com as proteínas do soro de leite através de ligações electroestáticas. Assim, impede a formação de aglomerados e posterior precipitação das proteínas quando o meio envolvente é ácido (5)(11).

Para a confeitaria, a pectina é um elemento importante na produção de recheios e coberturas industrialmente. No caso dos recheios, por exemplo, existe a necessidade de obter consistências elásticas, recheios que sejam de fácil bombeamento e dosagem e, sobretudo, da obtenção de produtos que não sofram alterações durante operações mecânicas (11).

Na indústria de bebidas, a substituição dos açúcares em bebidas não alcoolizadas provoca perda de “corpo” no produto, facto que é colmatado pela adição de pectina (fibra dietética), que para além de conferir textura também actua como estabilizante (11).

Assim como na indústria de bebidas, a sua aplicação no processamento de molhos é fundamental para a aquisição de textura e estabilidade dos produtos.

Para além da indústria alimentar, a pectina é aplicada na indústria farmacêutica, de cosméticos, produtos de higiene pessoal e do tabaco.

No brilho quente em estudo, como foi referido, a função da pectina consiste na gelificação do produto a temperatura ambiente, sendo que, quando o produto se encontra sujeito a temperaturas elevadas retoma o estado líquido. Neste caso em concreto, é aplicada uma pectina amidada, denominada ao longo do relatório como Pectina1, que permite ao produto obter as características previamente descritas.

Como o mencionado anteriormente, o plano para o desenvolvimento do projecto passa pela substituição dessa mesma pectina.

Para este efeito verificou-se que, para além da existência de diversas pectinas com características semelhantes que podem ser testadas como possíveis substitutas da aplicada no momento, existem outros hidrocolóides que possuem comportamento termorreversível, nomeadamente, as gomas carragenana, gelana e agar.

Estas gomas, apesar de possuírem termorreversibilidade diferem nas restantes características, como por exemplo, na força de gelificação e na estabilidade do gel formado.

1.2 Carragenana

A carragenana consiste em polissacarídeos sulfatados que possuem uma estrutura linear de resíduos de galactose (14). Como foi possível averiguar, existem vários tipos de carrageno, sendo mais importantes e conhecidos os tipos ί, κ e λ.

1.2.1 Estrutura

As diferenças entre os tipos de carragenanas, polímeros electricamente negativos, baseiam-se na sua constituição, sendo as ί e κ as mais relevantes neste estudo, devido à sua capacidade de formação de géis termorreversíveis. Estes dois tipos definem-se pela sequência de unidades de D-galactose e 3-6 anidro-D-galactose unidas por ligações α(1-3) e β(1-4) que formam as cadeias destes polímeros (Figura 5) (15). O factor de distinção entre estes tipos consiste, essencialmente, no teor de grupos sulfato, que conferem electronegatividade ao polímero, presentes nas cadeias de cada um destes polissacarídeos, sendo este superior nas ί-carragenanas (14).

ί-carragenana ᴋ-carragenana

10 1.2.2 Propriedades e características

 Capacidade de gelificação: as carragenanas dos tipos ί e κ actuam como agentes gelificantes, quando presentes em quantidade suficiente, em soluções a baixas temperaturas devido à formação de uma estrutura tridimensional organizada.

Como se pode observar na Figura 5, os monómeros da carragenana apresentam-se, espacialmente, dispostos em cadeira, o que leva à formação de uma cadeia em hélice constituída por sequências destes monómeros. Para além disso, a formação de pontes de oxigénio entre os monómeros origina uma estrutura hidrofóbica, facto que provoca a tendência de formação de duplas hélices para protecção dos seus grupos hidrofóbicos na presença de água. Por outro lado, o agrupamento de duplas hélices originam, a baixas temperaturas, uma estrutura tridimensional que é responsável pela formação de gel, e que se desorganiza quando exposta a elevadas temperaturas, fusão do gel (17).

No entanto, a presença de grupos sulfato tende a atenuar a hidrofobicidade da carragenana, levando à diminuição das interacções hidrofóbicas, promovendo desta forma a formação de uma estrutura mais fraca. Assim sendo, visto que a ὶ-carragenana possui um teor superior em grupos sulfato, a sua estrutura tridimensional é menos coesa devido ao menor número de ligações estabelecidas entre as cadeias, originando assim géis mais débeis (18).

Por sua vez, a electronegatividade conferida às cadeias pelos grupos sulfato torna a estrutura tridimensional anteriormente referida frágil, devido às repulsões entre as cargas negativas das diferentes cadeias. Assim sendo, para que seja possível a formação de uma estrutura tridimensional estável torna-se necessária a anulação de cargas negativas da cadeia simples através da presença de iões de carga positiva, geralmente de potássio e sódio (15)(17).

 Solubilidade: as carragenanas são solúveis em água, na maioria dos casos apenas em água quente, e a sua solubilidade é afectada por factores como o pH, a presença de iões, o tipo de carragenana e pela temperatura. Nas carragenanas dos tipos ί e κ, a presença de estrutura hidrofóbica dificulta a sua solubilidade. Para além disso, a presença de elevadas concentrações de açúcares leva ao aumento das temperaturas de fusão do gel e de gelificação.

 Estabilidade: a estabilidade da carragenana é extremamente afectada por agentes ácidos e oxidantes, pois estes levam à quebra de ligações glicosídicas que afectam a sua estrutura (15).

 Características sensoriais: origina géis que tem como características a ausência de cor, odor e sabor.

 Interacção com outros biopolímeros: actualmente é possível a combinação da ᴋ-carragenana com outras gomas, nomeadamente a goma de alfarroba, e proteínas (ex: proteínas de soja), devido à sua electronegatividade, que podem resultar em alterações de textura e de propriedades (temperatura de gelificação e fusão do gel) favoráveis a diversos tipos de aplicação.

1.3 Gelana

A goma gelana é um polissacarídeo extracelular produzido pela bactéria Pseudomonas elodea (19).

1.3.1 Estrutura

Quimicamente, a goma gelana é constituída por unidades repetidas de β-D-glucose (60%), L-ramnose (20%) e D-ácido galacturónico (20%) acetiladas no resíduo de glucose adjacente à unidade de ácido galacturónico, como se pode observar na Figura 6 (19).

Figura 6-estrutura química da gelana.

Esta goma pode ser encontrada sob duas formas, goma gelana de baixo ou elevado grau de acetilação, sendo o grau de acetilação a quantidade de grupos acilo presentes ao longo da cadeia do polissacarídeo.

1.3.2 Propriedades e características

 Capacidade de gelificação: esta goma tem a capacidade de formar géis de consistências variadas quando presente em soluções aquosas. A formação de gel deve-se à agregação de duplas hélices formadas pelas cadeias do polímero, quando este é exposto a meios aquosos, que originam uma estrutura tridimensional coesa quando a temperatura da solução é inferior 30 ˚C (20). No entanto, apesar da goma gelana proporcionar a gelificação de uma solução, verifica-se que as características dos géis formados através dos dois tipos de

12

goma gelana diferem entre si. Tal facto deve-se essencialmente à quantidade de grupos acilo, que quando ausentes ou em pequena quantidade proporcionam a formação de um gel rígido e termicamente estável (19). Assim sendo, a gelana com elevado grau de acetilação origina géis termorreversíveis, devido à presença de um elevado número de grupos acilo, que não permite a formação de ligações químicas fortes e resistentes à temperatura entre as duplas hélices do polissacarídeo.

 Solubilidade: solúvel em água quente e, a gelana de baixo grau de acetiltação é também solúvel em água fria (19).

 Características sensoriais: caracteriza-se pela ausência de odor, sabor e cor, com excepção da gelana de elevada acetilação que confere uma cor esbranquiçada (19).

1.4 Agar

O agar é um hidrocolóide natural extraído de algas marinhas que possui características que se verificaram de extrema importância e que podem variar de acordo com o tipo de alga da qual é proveniente.

1.4.1 Estrutura

O agar é constituído por agarose, uma cadeia de polissacarídeos neutra, e agaropectina, cadeia constituída por polissacarídeos ácidos, dos quais fazem parte grupos iónicos (piruvato e sulfato) e grupos metoxilos (21).

1.4.2 Propriedades e características

 Capacidade gelificante e características dos géis formados: é um forte agente gelificante natural, mais precisamente, com a diminuição da temperatura, uma solução de agar possui a capacidade de gelificar originando géis termorreversíveis de elevada qualidade. A formação de géis ocorre, geralmente, entre os 35 e 43˚C e estes passam ao estado líquido entre os 85-95˚C. Esta capacidade de gelificação deve-se essencialmente à presença de agarose na constituição desta goma. A agarose, quando sujeita a baixas temperaturas origina duplas hélices que se agregam entre si gelificando a mistura (21).

 Solubilidade: o agar é completamente solúvel em água a ferver, no entanto existe agar com características especiais que torna possível a sua dissolução em água a temperaturas inferiores à temperatura de ebulição da água.

 Características sensoriais: caracteriza-se pela ausência de cor e odor quando aplicado.

 Influência do pH e temperatura: o agar actua numa larga gama de pH e é estável quando exposto a altas temperaturas, o que permite a aplicação de tratamentos térmicos.

 Interacção com outras substâncias: é sinérgica com outras gomas, como por exemplo a goma guar que quando adicionada juntamente com o agar aumenta a sua estabilidade perante a água. Por outro lado, o agar é sinérgico com os açúcares, tolerando a sua presença em concentrações elevadas.

Pelos factos mencionados anteriormente, as gomas κ-carrageno, gelana de elevado grau de acetilação e agar, que potenciam a formação de um gel termorreversível em condições semelhantes à pectina, apresentam-se teoricamente como alternativas promissoras ao uso da mesma no brilho quente neutro.

2. M

Inicialmente foram contactados diversos fornecedores de hidrocolóides de forma a obter amostras de possíveis gomas substitutas à Pectina1 para análise. Desta forma, foram obtidas as amostras dos hidrocolóides Frimulsion (agar), Unipectine OG 505 S (Pectina2) e Gel-26901 (Pectina3).

Para a obtenção do produto foram seguidos determinados protocolos, de acordo com a informação técnica fornecida pela empresa.

O produto nas suas diferentes versões, nas quais a pectina foi trocada pelas matérias-primas Agar, Pectina2 (pectina amidada de baixo grau de esterificação) e Pectina3 (pectina amidada de baixo grau de esterificação) foi efectuado numa marmita de escala laboratorial

2.1 Métodos

2.1.1 . Método refratométrico

Através deste método é efectuada a medição do índice refractométrico ou ˚Brix que representa a percentagem de sólidos solúveis num produto que, por sua vez, são maioritariamente definidos pelos açúcares presentes no mesmo.

Este método tem como princípio o limite de reflexão total, que permite a definição de duas áreas distintas, uma escura e outra clara, quando o produto é aplicado no prisma do refractómetro originando uma linha que corresponde ao valor do índice refratométrico ou grau Brix do produto analisado, segundo a escala do refractómetro usado.

Neste caso, utilizou-se um refratómetro manual com uma escala com valores de Brix entre 58 e 90.

2.1.2 Método do potenciómetro

Este método permite a medição do pH, definido pela concentração de iões H3O+, com

base na determinação da actividade do hidrogénio recorrendo a um potenciómetro e eléctrodos (um de vidro que entra em contacto com o produto a medir e outro de referência). Para além disso, o medidor de pH incorpora um sensor de compensação de temperatura que permite a leitura do pH de produtos a diferentes temperaturas.

16 2.1.3 Método de Bostwick

A consistência de um produto pode ser determinada recorrendo ao método de Bostwick, o qual tem por base o deslizamento de uma amostra na superfície do aparelho sob o seu próprio peso, durante um certo intervalo de tempo.

Desta forma, a consistência subsiste na medição do deslocamento de uma amostra colocada no aparelho, em cm, ao fim de 30 s, à mesma temperatura.

2.2 Protocolo: produção do brilho quente Padrão

Inicialmente, pesaram-se as matérias-primas de forma a realizar uma marmita de 2 Kg, de acordo com as percentagens das matérias-primas constituintes do produto actualmente comercializado apresentadas na Tabela 2.

Tabela 2- Constituição do produto e as respectivas quantidades de cada matéria-prima.

Salvaguarda-se que, para aplicação da pectina, é necessária a sua dissolução em 10 vezes o seu peso em água juntamente com três vezes o seu peso em açúcar.

Após pesagem, o açúcar, o xarope de glucose e a água foram adicionados à marmita, com excepção da quantidade de açúcar e de água necessários para dissolução da pectina, e ligou-se a agitação. De seguida, aqueceu-se a marmita, controlando a temperatura, de forma a proporcionar a dissolução do açúcar e a mistura de todos os componentes.

Quando a marmita atingiu os 90 °C, desligou-se o aquecimento e adicionou-se muito lentamente a pectina, previamente dissolvida em água com o açúcar nas proporções mencionadas, em constante agitação. Logo que, o produto adquiriu uma boa mistura acrescentou-se lentamente à marmita, com agitação, o ácido cítrico dissolvido em água quente. Por fim, retirou-se uma amostra de produto da marmita e foram medidos e registados

Matéria-Prima Quantidade (kg) Quantidade (%)

Acúcar 0,840 42

Xarope de glucose 0,540 27

Pectina1 0,028 1,4

Acido cítrico anidro 0,006 0,3

Citrato de sódio di-hidratado 0,002×10-3 0,0001

Água 0,586 29,3

os parâmetros ˚Brix, consistência e pH. O restante produto foi devidamente embalado, sendo a temperatura de embalamento sempre igual ou superior a 82 ˚C.

Passadas 24h, após arrefecimento e repouso do produto, foram novamente verificados os parâmetros mencionados anteriormente.

2.3 Protocolos brilho quente com Agar, Pectina2 e Pectina3

Após a produção do brilho quente comercializado pela empresa, o qual funcionará como padrão para o estudo em causa, foi elaborado o mesmo produto em versões diferentes, nas quais a pectina foi substituída pelas matérias-primas acima mencionadas de acordo com a Tabela 3 de seguida apresentada, correspondente às quantidades de cada matéria-prima aplicadas nas versões realizadas.

Tabela 3 - Constituição do brilho quente das versões 1, 3 e 4.

Matéria-Prima Quantidade

(Kg) Quantidade (%)

Açúcar 0,840 42

Xarope de glucose 0,540 27

Hidrocolóide 0,028 1,4

Acido cítrico anidro 0,006 0,3

Citrato de sódio di-hidratado 0,002×10-3 0,0001

Água 0,586 29,3

Total 2 100

A quantidade de cada um dos hidrocolóides testados corresponde á mesma quantidade de Pectina1 aplicada no produto. Esta substituição directa foi realizada com o objectivo de comparar o comportamento dos diferentes hidrocolóides nas mesmas condições, à excepção da versão2.

Para além das versões acima referidas, foi elaborada uma versão (versão 2) na qual se procedeu ao aumento da concentração de hidrocolóide (Agar) na formulação do produto, sendo a constituição do produto a apresentada na Tabela 4. Relativamente á versão 2, a quantidade de hidrocolóide resulta da necessidade de optimização da versão 1, sendo neste caso aplicada uma quantidade correspondente à percentagem de Agar máxima aconselhada pelo fornecedor.

18

Tabela 4- Constituição do brilho quente da versão 2.

Matéria-Prima Quantidade (kg) Quantidade (%)

Açúcar 0,840 42

Xarope de glucose 0,540 27

Agar 0,040 2

Acido cítrico anidro 0,006 0,3

Citrato de sódio di-hidratado 0,002×10-3 0,0001

Água 0,574 28,7

Total 2 100

A elaboração das marmitas para cada versão regeu-se pelo procedimento anteriormente descrito para a marmita do brilho quente padrão, sendo a composição do produto em cada versão a apresentada nas tabelas acima.

É de notar que, apesar de o Frimulsion (Agar) não ser uma pectina, o protocolo se mantém, visto que esta matéria-prima não é pura, ou seja, embora seja considerado um agar também apresenta na sua constituição pectina.

2.4 Teste de aplicação

A aplicação de um brilho quente num produto baseia-se na formação de uma mistura obtida por dissolução do produto em água através de aquecimento e no seu espalhamento na superfície do produto na qual o brilho solidifica novamente, como já foi referido.

Para testar a eficácia da aplicação de cada uma das diferentes versões do brilho quente neutro produzidas cada um dos produtos, assim como o padrão, procedeu-se à realização de soluções para cada versão, nas quais foi aplicada a mistura com 66,7% (m/m) de produto e 33,3% (m/m) de água, que sofreram aquecimento. Após aquecimento, realizou-se o espalhamento da mistura ainda quente num prato e cronometrou-se o tempo (até um tempo máximo de 120 segundos) que cada uma demorou a solidificar na sua superfície.

3.

R

3.1 Parâmetros (˚Brix, pH e consistência) durante e após produção

Durante a concepção do produto em cada versão, foram registados os valores dos parâmetros pH, ˚Brix e consistência a quente apresentados na Tabela 5.

Tabela 5- medição dos parâmetros pH, ˚Brix e consistência a quente realizadas durante a elaboração do produto.

Brix pH Consistência a quente (cm)2 Padrão 68,8±0,8 3,52±0,02 5

Versão 1 68,5±0,5 2,87±0,02 (líquido)

Versão2 68,2±0,8 2,81±0,03 (líquido)

Versão 3 67,8±0,35 3,23±0,03 22

Versão 4 67,2±0,3 3,39±0,03 13,5

Como se pode observar, os valores lidos para o ˚Brix nas diferentes produções encontram-se entre 67,2 e 68,8, sendo a versão 4 a que regista o ˚Brix mais baixo e o padrão a que possui o ˚Brix mais alto. No caso do pH, a leitura varia entre os 2,81 e 3,52, os quais correspondem à versão 2 e ao padrão, respectivamente. Quanto à consistência verifica-se que as versões 1 e 2 não apresentam gelificação, ou seja encontram-se no estado líquido, e por isso não foi possível obter o valor do seu deslocamento através do método de Bostwick. As restantes versões demonstram valores de deslocamento que diferem muito entre si, sendo que o padrão possui um deslocamento inferior relativamente às outras versões.

Após o repouso do produto de cada versão durante um período de, aproximadamente, 24 horas, de forma a proporcionar a estabilização da estrutura tridimensional originada pelos hidrocolóides presentes no produto que levam à gelificação do mesmo, encontrando-se já o produto à temperatura ambiente, os valores observados para os parâmetros foram os apresentados na Tabela 6.

20

Tabela 6- medição dos parâmetros pH, ˚Brix e consistência (≈ 25˚C) realizadas após um período de, aproximadamente, 24h.

Brix pH Consistência a frio (≈25˚C/cm) Padrão 70,3±0,6 3,38±0,03 0

Versão 1 70,0±0,5 2,78±0,03 1,67±0,14

Versão2 68,3±0,3 2,96±0,04 0

Versão 3 68,3±0,4 3,41±0,05 0

Versão 4 68,2±0,3 3,48±0,02 0

Nesta fase, os valores obtidos através da leitura do ˚Brix foram de 70,3 e 70, no caso do padrão e da versão 1, e de aproximadamente 68 para as restantes versões. Os valores de pH registados encontram-se entre os 2,78 e os 3,48, correspondendo à versão 1 e versão 4, respectivamente. Relativamente à consistência verifica-se um deslocamento do produto de 0 cm em todas as versões, com excepção da versão 1, que é de 1,67 cm.

Os resultados acima descritos relativos aos valores obtidos na medição dos parâmetros do padrão produzido permitem afirmar que este foi produzido de forma correcta, visto que os parâmetros vão de encontro aos de referência para o brilho quente neutro (Tabela 1). Salienta-se o facto de o valor da consistência do produto a quente não corresponder ao intervalo esperado, no entanto observa-se que este não afecta as características essenciais do produto, nomeadamente a sua apresentação em estado sólido após repouso, visto apresentar um deslocamento nulo a frio. Assim sendo, verifica-se que o produto padrão se encontra em condições para a realização de uma análise comparativa com as diferentes versões efectuadas.

Através dos valores apresentados nas tabelas acima constata-se que os valores registados para o ˚Brix vão de encontro ao esperado, pois situam-se dentro do intervalo definido para este parâmetro (ver Tabela 1). Como tal, comprova-se que, independentemente da matéria-prima aplicada, este parâmetro não é afectado, verificando-se semelhante ao padrão. Observa-se também que os valores de Brix medidos após repouso do produto são superiores aos registados durante a confecção. Tal facto pode ocorrer devido a perdas de água durante o repouso do produto, que levam ao aumento da concentração de açúcar, originando um aumento de ˚Brix ou ao aumento da incorporação de moléculas de água por parte dos hidrocolóides aplicados no processo de gelificação (22). Como a diferença entre estas medições é pequena, de aproximadamente 1 em cada um dos casos, verifica-se que a medição realizada durante a confecção do produto actua como marco de orientação, visando evitar a produção de um produto fora dos parâmetros desejáveis, prevenindo a necessidade de se efectuar alguma correcção neste parâmetro.

Quanto aos valores de pH, verifica-se que a maioria se encontra dentro do intervalo desejado (Tabela 1), o que indica que a proporção de ácido aplicada nas formulações é apropriada para cada um dos hidrocolóides em estudo. Tal deve-se ao facto de que para que a pectina (aplicada nas versões 3 e 4) gelifique, condição necessária ao produto, seja necessário um pH ácido do meio, de aproximadamente 3, que favorece a formação da estrutura tridimensional (10). No caso das versões 1 e 2, nas quais é aplicado o agar, o valor de pH determinado pode considerar-se apropriado, visto que este tem a capacidade de actuar, ou seja, de formar uma estrutura gelificada numa larga gama de pH, permitindo desta forma a obtenção de um produto completamente gelificado independentemente do valor de pH (23). Observa-se também que os valores registados para as várias versões são semelhantes ao do padrão. Porém os valores obtidos para as versões 1 e 2, que correspondem à aplicação de agar, apresentam-se um pouco abaixo do limite mínimo de referência (3,1). No entanto, como o valor apenas um pouco inferior ao mínimo do intervalo, não se realizou nenhum acerto, pois um pH inferior não coloca em risco o produto, visto que quanto mais baixo o pH menor é a probabilidade de uma contaminação microbiana. Para além disso, como a diferença entre o valor obtido e o valor mínimo de referência é baixa supõe-se que não ocorram consequências desta diferença nas restantes características, visto que teoricamente o agar pode actuar numa larga gama de pH, como já foi referido.

Relativamente à consistência do produto a quente, verifica-se que os valores de deslocamento para todas as versões são totalmente diferentes do teórico (ver Tabela 1), incluindo o valor apontado para o padrão, como foi referido anteriormente. As diferenças observadas podem dever-se, à temperatura a que se efectuaram as medições, visto que esta não era fixa, apesar de ser sempre superior a 82˚C, o que indica que as temperaturas de gelificação (TG) das matérias-primas em solução, e consequentemente a fase de transição

(inicio da formação da estrutura tridimensional responsável pela gelificação) de cada produto, diferem entre si. No caso do agar, a TG é de 39 °C o que indica que á temperatura á qual se

efectuou esta medição as versões 1 e 2 encontravam-se no estado líquido não permitindo desta forma alcançar o valor teórico para este parâmetro (23). Ao contrário, a gelificação da pectina amidada de baixo grau de esterificação amidada não depende directamente da temperatura a que se encontra o produto, mas sim do pH ácido e da concentração de iões di- ou tri-valentes no meio, que quanto maior for mais rápida é a ocorrência de gelificação (10). Outra razão para o ocorrido é a sensibilidade que alguns hidrocolóides apresentam à agitação, nomeadamente o agar que estruturalmente é afectado, prejudicando a sua capacidade de

22

formar uma estrutura capaz de gelificar a solução, necessitando assim de estabilizar para que essa função se possa manifestar (24).

Por outro lado, observa-se que a frio o deslocamento do produto é nulo nas diferentes versões, excepto a versão 1, assim como no padrão, o que indica que as diversas matérias testadas permitem obter um produto completamente gelificado. Tal facto deve-se á elevada capacidade de incorporação de uma larga quantidade água por parte dos hidrocolóides, especialmente da pectina (10). Portanto, verifica-se que a substituição da pectina actualmente usada pelas pectinas testadas nas versões 3 e 4, em igual proporção é eficaz, permitindo a estas soluções alcançar um produto que poderá ser comercializado em estado sólido, à temperatura ambiente. Isto indica que, a força de gelificação, ou estrutura tridimensional que origina o gel, é semelhante entre as pectinas 2 e 3, bem como a pectina 1. Tal deve-se, essencialmente, ao facto de todas estas pectinas serem semelhantes, ou seja, de possuírem graus de amidação e esterificação próximos (informação técnica), o que lhes permite um comportamento semelhante e, por sua vez, proporcionar a formação de uma estrutura tridimensional idêntica.

Na versão 1 é possível observar que a substituição da pectina aplicada no padrão pela mesma proporção de agar não permite obter o efeito desejado. Tal facto pode dever-se à maior força de gelificação apresentada por parte da pectina, ou seja as ligações formadas por esta que originam uma estrutura gelificada na solução são mais fortes quando presente em concentração igual à do agar. Assim sendo, foi necessário proceder ao aumento da quantidade de agar na formulação, resultando desta alteração a versão 2 que, como se pode observar gelificou completamente, visto o produto não se deslocar. Desta forma, é possível constatar que o agar testado também permite a produção de um brilho completamente gelificado à temperatura ambiente, embora a sua presença na formulação seja necessária em quantidade superior.

Resumindo, através da análise anterior constata-se que as matérias-primas testadas nas diferentes versões podem ser soluções para a substituição da pectina actualmente usada na produção do brilho quente neutro em questão de acordo com os parâmetros analisados, pois verifica-se que o ˚Brix, pH e a consistência vão de encontro ao esperado, com excepção da versão 1.

3.2 Características sensoriais

Para uma comparação mais eficaz entre o padrão e as diferentes versões foram registadas as características sensoriais (sabor, odor e cor/aparência), apresentadas na Tabela 7.

Tabela 7- Características sensoriais

Sabor Odor Cor/ aparência Padrão Ausência Ausência Transparência

Versão 1 Ausência Ausência Transparência

Versão 2 Ausência Ausência Transparência

Versão 3 Ausência Ausência Transparência

Versão 4 Ausência Ausência Transparência

Através da Tabela 7 é possível observar que as diversas versões, assim como o padrão se caracterizam pela ausência de sabor, odor e cor.

Estes resultados permitem verificar que as características sensoriais de cada um dos produtos resultantes das várias versões correspondem às do padrão, que por sua vez, comprova a ausência de cor, sabor e odor exigidas a um brilho quente neutro.

Assim sendo, é possível aferir que, relativamente aos aspectos sensoriais, os hidrocolóides testados são compatíveis com este tipo de produto. Tal facto era previsto, pois segundo a literatura e fichas técnicas consultadas, estes hidrocolóides não conferem odor nem sabor característicos.

24 3.3 Teste de aplicação

A eficácia da aplicação de um brilho quente é um factor importante na procura por soluções alternativas à formulação actual do mesmo. Por este motivo, foi registado o tempo de gelificação das diferentes versões do brilho quente neutro, de acordo com a mistura constituída por 66,7% (m/m) de produto com 33,3% (m/m) de água realizada para cada uma das versões, apresentado na Tabela 8.

Tabela 8- Tempos de solidificação de cada versão produzida.

Tempo de solidificação (s)

Produto Mistura com 33,3% (m/m) de água e 66,7% (m/m) de produto

Padrão 35±2

Versão1 Não solidifica em tempo igual ou inferior a 120 segundos

Versão2 Não solidifica completamente em tempo igual ou inferior a 120 segundos

Versão3 Não solidifica completamente em tempo igual ou inferior a 120 segundos

Versão4 60±4

A Tabela 8 mostra que na aplicação do produto padrão, segundo a mistura acima mencionada, regista o melhor tempo de solidificação (35 s), após o espalhamento no prato, e que as versões 1, 2 e 3 não solidificam num intervalo de tempo inferior a 120 s, ou seja, possuem um tempo de gelificação elevado.

Os resultados obtidos para a aplicação do brilho quente aquecido com 33,3% (m/m) de água permitem constatar que nenhum dos hidrocolóides testados é tão eficaz como a pectina utilizada actualmente neste produto. Este facto é evidente, pois para uma mistura com a mesma quantidade de água adicionada, o tempo que o produto demora, após espalhamento, a gelificar novamente é inferior ao de todas as versões em análise. Tal pode dever-se à elevada força de gelificação que a pectina aplicada no padrão possui, ou seja, à baixa concentração de pectina necessária para proporcionar a ligação entre as cadeias deste polímero que originam a estrutura tridimensional responsável pelo gel. Para além disso, a tolerância da mesma aos valores de ˚Brix e pH apontados para este produto fazem com que a formação das ligações, que originam a estrutura gelificada, não seja afectada.

No caso das versões 1, 2 e 3 verifica-se o oposto do padrão, pois não ocorre gelificação da mistura num intervalo de tempo igual ou inferior a 120s. Quanto à versão 1, este resultado já seria de esperar, visto que o produto não atingiu a consistência desejada após produção. Relativamente à versão 2, este facto não seria previsível, sendo que a quantidade de

hidrocolóide presente na formulação é superior à presente no padrão. No entanto, a sensibilidade do agar a forças mecânicas pode levar à formação de uma estrutura menos coesa, levando desta forma à diminuição da capacidade de gelificação (24). Para além disso, a temperatura de gelificação do agar (35˚C) é difícil de obter num curto espaço de tempo, o que não permite a gelificação deste produto num intervalo de tempo tão curto como a Pectina 1. Na versão 3, pelo facto de actuar uma pectina não era previsível uma discrepância tão elevada comparativamente ao padrão. No entanto, as características da Pectina 2 apresentam diferenças, como na composição comercializada (informação técnica), que afectam a concentração de açúcares e de iões no meio adicionado, levando á existência de algumas diferenças na estrutura do gel formada, nomeadamente no número e na força das ligações, que neste caso levam à formação de uma estrutura mais frágil, que por sua vez necessita de um tempo superior para se formar.

A versão 4 apresenta-se com um tempo de gelificação de 60 s, que sendo superior ao do padrão é um tempo aceitável. Este facto pode dever-se às características técnicas da Pectina 3 que, tal como a Pectina 2, pode possui a sua própria composição, devido ao tratamento conferido pelo fornecedor, levando à existência de diferenças entre as pectinas e, por sua vez, á formação de uma estrutura gelificada diferente. Isto faz com que, apesar das suas funções serem semelhantes, as características do meio e, desta forma, a força de gelificação das pectinas, originam um gel distinto para cada uma das pectinas, sendo que para este produto a Pectina 3 é mais desfavorável do que a Pectina 1.

26 3.4 Análise económica

Para além das características supracitadas e da eficácia de aplicação de cada versão testada comparativamente ao padrão, é necessária a realização de uma análise económica que visa analisar as possíveis vantagens ou desvantagens financeiras provocadas pela substituição do hidrocolóide usado na produção do brilho quente neutro.

Com a finalidade de realização desta análise, recolheram-se os preços de todas as matérias-primas intervenientes na produção do brilho quente em questão. De seguida, foi calculado o valor que cada uma das matérias-primas representa em cada versão e no próprio padrão, sendo no final somados esses valores permitindo saber qual o custo de cada versão para o produtor. Para uniformizar os custos de cada formulação e permitir a sua comparação, estes foram convertidos no custo de cada quilograma de produto final, apresentados na Tabela 9.

Tabela 9-Custo da formulação por quilograma de produto.

Produto Custo (€/kg) Padrão 0,63 Versão 1 0,73 Versão 2 0,85 Versão 3 0,72 Versão 4 0,66

Salienta-se o facto de que, os custos relativos a energia não entram neste cálculo, visto serem equivalentes em todas as versões, não interferindo desta forma nas conclusões a retirar deste estudo.

Na Tabela 9, verifica-se que, de todas as versões testadas, a versão 4 corresponde ao custo de produção mais baixo, com um valor de 0,66 €/kg. Por outro lado, constata-se que a versão 2 possui o custo mais elevado para o produtor, de 0,85 €/kg. Para além disso, também é possível observar que o padrão tem um custo de 0,63 €/kg, sendo este valor inferior ao da versão 4.

Através dos resultados acima mencionados, denota-se que nenhuma das versões do brilho realizadas é mais aliciante financeiramente do que o produto padrão, devido ao baixo custo que este apresenta em comparação com as alternativas.

Como foi mencionado anteriormente, o custo de cada versão foi calculado com base nas matérias-primas que o constituem, e a diferença apresentada entre as versões 1, 2 e 3 e o padrão consiste no hidrocolóide aplicado. Desta forma pressupõe-se que o custo de cada

produção está directamente relacionado com o preço do hidrocolóide, ou seja, quanto mais elevado for o seu preço maior é o custo do produto no qual é aplicado. Assim sendo, verifica-se que o facto da pectina aplicada no padrão possuir um preço inferior, de 11,5 €/kg, comparativamente aos restantes hidrocolóides (Tabela A1) permite que o custo final da sua formulação seja inferior ao das versões 1, 3 e 4. No entanto, o valor obtido para a versão 4 é próximo ao do padrão, o que torna esta versão mais viável economicamente do que as restantes.

No caso da versão 2, a percentagem de hidrocolóide presente na formulação é superior à do padrão, no entanto como esse aumento relativamente ao padrão apenas alterou a quantidade de água da formulação inicial, valor quase insignificante (consultar Tabela A1), também se pode constatar que o elevado custo da versão 2 relativamente ao padrão se encontra directamente relacionado com o custo do hidrocolóide. Além disso, como a versão 2 consiste numa optimização da versão 1 seria de esperar um custo de produto superior ao desta, que por sua vez é maior do que o do padrão.

Portanto, através desta análise conclui-se que as versões analisadas não são economicamente alternativas ao padrão, mas que a versão 4 poderá vir a ser uma alternativa se, futuramente, o preço da Pectina 3 se tornar mais competitivo no mercado.

4. C

Com o crescente aumento da competitividade no meio industrial torna-se necessária a procura por produtos alternativos eficazes e mais económicos. Neste sentido, efectuou-se o estudo sobre a aplicação de outros hidrocolóides como substitutos da pectina aplicada no brilho quente neutro produzido pela Decorgel.

Após a produção do brilho com a substituição da pectina por agar e duas pectinas alternativas (Pectina 2 e 3), verificou-se que os parâmetros ˚Brix, pH e consistência do produto, assim como as características sensoriais (cor, odor e sabor) das diferentes versões do produto demonstraram-se equivalentes ao do produto actualmente comercializado. No entanto, a versão correspondente à substituição da pectina pelo agar necessitou de uma concentração de goma superior à concentração da pectina para que tal resultado fosse possível.

Relativamente ao teste de aplicação do produto, constatou-se que nenhuma das versões testadas é mais eficaz do que o produto padrão, pois possuem um tempo de gelificação superior. Para além disso, observou-se que o produto com agar e com a Pectina 2 não solidificam num intervalo de tempo razoável, facto que torna a sua aplicação inviável. Em contraste, a Pectina 3 solidifica em 60 s, que apesar de ser um tempo gelificação superior ao do padrão é um tempo praticável.

Economicamente, o produto padrão possui um custo inferior ao de todas as versões testadas, correspondente a 0,63 €/kg. As versões com aplicação de Agar, Pectina 2 e Pectina 3 possuem um custo de 0,85 €/kg, 0,72 €/kg e 0,66 €/kg, respectivamente.

Em suma, através deste projecto verifica-se que nenhum dos hidrocolóides testados se apresenta como uma alternativa mais eficaz ou mais económica do que a pectina presentemente utilizada para a produção do brilho quente neutro em análise. No entanto, a Pectina 3 pode ser uma alternativa a ter em conta no futuro, pois demonstrou conferir as características desejadas ao produto e possuir um tempo de gelificação, aquando da sua aplicação, exequível. Além disso, apesar de possuir um custo um pouco superior ao da pectina aplicada no padrão, é necessário considerar que os mercados se encontram em constante alteração e que a qualquer momento o custo desta matéria-prima se pode tornar mais aliciante do que a actualmente usada.

È de salientar que, no desenvolvimento deste projecto outros hidrocolóides foram, teoricamente, dadas como alternativas para aplicação neste estudo, nomeadamente a

κ-30

carragenana e a gelana de elevado grau de acetilação. Porém, após contacto com fornecedores deste tipo de matérias-primas não foi possível obter amostras das mesmas para análise, facto que deixa em aberto a possível aplicação destas gomas no produto.

Por outro lado, no futuro é conveniente ter em atenção que o mercado dos hidrocolóides está em constante inovação e que outras gomas vão surgindo com características promissoras a este tipo de produto.