Tomates ricos em licopeno. Sobremesas enriquecidas com vitaminas e minerais. Superalimentos, como mirtilos e sementes de romã. Leite enriquecido com vitamina D. Os alimentos funcionais têm muitas formas, mas compartilham o mesmo objetivo: prevenir doenças e melhorar a saúde por meio de nossa dieta diária.
Fique com os benefícios
Todos os alimentos contêm macro e micronutrientes que contribuem para a saúde. Os alimentos funcionais contêm algo mais: compostos que têm um benefício específico para a saúde ou função de combate a doenças. E quer esse composto ocorra naturalmente ou tenha sido adicionado a um produto, os alimentos funcionais promovidos por seus benefícios têm um desafio único: estabelecer um prazo de validade que garanta não apenas a segurança, mas também a eficácia do ingrediente funcional.
Proteja o ingrediente funcional
Ingredientes funcionais tendem a ser altamente suscetíveis à degradação. Os níveis de luz, calor, umidade e pH afetam as taxas de degradação. Quando um ingrediente funcional é anunciado como parte de um produto estável em armazenamento, os fabricantes precisam entender o impacto do pH e da atividade da água (aw) na potência desse ingrediente ao longo do tempo. A atividade de água (aw) do produto é um dos critérios importantes a considerar durante a formulação e fabricação para garantir que os benefícios prometidos à saúde sejam realmente entregues.
O Impacto da Umidade
Quando ingredientes funcionais são incluídos nas bebidas, a degradação pode ser rápida. Por exemplo, Figura 1 mostra a mudança na concentração de um suco de laranja fortificado com vitamina C. Ao longo de quatro semanas, a concentração diminui em até 50% (Nutraceutical Business Review, 2018). Muitas vitaminas e probióticos são afetados de forma semelhante quando expostos a ambientes de alta umidade (Turkmen, Priyashantha e Jayarathna, 2019).
É possível retardar a degradação reduzindo a atividade de água (aw) do alimento funcional. Uma maneira de fazer isso é produzir um alimento funcional no valor da monocamada – o valor no qual um produto alimentar é mais estável do ponto de vista da umidade. Mas qual é exatamente o valor da monocamada e é isso algo que os fabricantes deveriam almejar?
Estabilidade na Monocamada
A monocamada é um conceito teórico, postulado por um trio de físicos (Stephen Brunauer, Paul Emmett e Edward Teller) em 1938. A teoria no que se refere a um meio alimentar poroso é esta: em um material completamente seco é hidratado, haverá um ponto em que as moléculas de água revestem a superfície de cada partícula do produto com a espessura de uma molécula. Em teoria, esse é o mais estável que um produto ficará, quando todas as partículas estiverem revestidas, e apenas mal revestidas, com moléculas de água. Para produtos ricos em proteínas, muita água pode ser absorvida antes que a monocamada seja alcançada, porque a proteína tem muitas dobras e muita área a ser revestida por unidade de massa. O açúcar cristalino, por outro lado, é um cubo simples, com quase nenhuma área por unidade de massa a revestir.
Os produtos serão capazes de absorver diferentes quantidades de água, mas para a maioria dos produtos, a primeira camada – a monocamada – é completa em torno de uma atividade de água bastante consistente: 0,3 aw. Alguns dos produtos tipicamente encontrados nesta faixa de atividade de água são cereais matinais, farinha e massas. Não surpreendentemente, esses produtos com alta estabilidade de prateleira têm sido o método de entrega de escolha para programas de fortificação dos Estados Unidos desde os anos 1940 (Comitê do Instituto de Medicina (EUA), 2003).
Proporcionando uma Textura mais Fresca
Então, por que nem todos os alimentos funcionais são produzidos com seu valor de monocamada? Simplificando, é porque os consumidores modernos desejam um tipo diferente de alimento funcional: algo mais macio, com sabor mais fresco e mais natural que ainda esteja pronto para comer. Os fabricantes estão criando alimentos funcionais estáveis do ponto de vista de vida de prateleiras com níveis de atividade de água muito mais elevados. Secá-los até seu valor de monocamada os tornaria secos e desagradáveis. Nos níveis de atividades de água mais elevadas, a formulação torna-se um ato de equilíbrio complexo para maximizar a vida útil do ingrediente funcional enquanto mantém o produto macio e com sabor fresco.
Rastreie as Taxas de Degradação
A atividade da água desempenha um papel essencial neste ato de equilíbrio. Os formuladores serão ajudados tremendamente mapeando as taxas de degradação do ingrediente funcional para a atividade da água. Embora as taxas de degradação estejam correlacionadas à atividade da água, diferentes ingredientes têm diferentes relações. Muitas vitaminas, por exemplo, degradam-se mais rapidamente à medida que a atividade da água aumenta (ver, por exemplo, Lavelli, Zanoni e Zaniboni, 2007; Sablani, Al-Belushi, Al-Marhubi e Al-Belushi, 2007). Outros ingredientes, como probióticos, terão faixas específicas onde alcançam estabilidade máxima. A otimização da atividade de água pode estender a vida útil de dias para meses.
Otimize a Vida Útil
Quanto mais natural o alimento funcional, maior o papel que a atividade da água pode ter. Em frutas secas, por exemplo, a atividade de água do produto funcional afeta não apenas a vida útil do ingrediente funcional, mas afeta a suscetibilidade ao crescimento de fungos e atributos de qualidade como textura. Quando um alimento funcional é uma combinação de dois ou mais ingredientes naturais, a migração de umidade também entra em jogo.
Independentemente do produto específico, o efeito benéfico de qualquer alimento funcional estável na prateleira só pode ser mantido em seu nível mais alto pela compreensão e aplicação dos princípios básicos da atividade da água.
Referências
Revisão de negócios nutracêuticos. “Degradação de vitaminas, probióticos e outros ingredientes ativos causados pela exposição ao calor, água e luz solar.” 7 de agosto de 2018.
Turkmen, Nazli, Hasitha Priyashantha e Shishanthi Jayarathna. “Challenges in Probiotic Dairy-Based Beverages.” New Food Magazine, 26 de outubro de 2019. https://www.newfoodmagazine.com/article/97303/challenges-in-probiotic-dairy-based-beverages/ .
Comitê do Instituto de Medicina (EUA) sobre o uso de dietas de referência na rotulagem nutricional. “Dietary Reference Intakes: Guiding Principles for Nutrition Label and Fortification. Washington (DC): National Academies Press (EUA); 2003
Shyam S. Sablani, K. Al-Belushi, I. Al-Marhubi & R. Al-Belushi (2007) Evaluating Stability of Vitamin C in Fortified Formula Using Water Activity and Glass Transition, International Journal of Food Properties, 10: 1, 61-71, DOI: 10.1080 / 10942910600717284
Lavelli, Vera, Bruno Zanoni e Anna Zaniboni. “Efeito da atividade de água na degradação de carotenóides em cenouras desidratadas.” Food Chemistry, Volume 104, Issue 4: 2007. Pages 1705-1711.