BR102018011321A2 - processo de fabricação de bases lipídicas, bases lipídicas e uso das mesmas - Google Patents
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Abstract
processo de fabricação de bases lipídicas, bases lipídicas e uso das mesmas a presente invenção descreve bases lipídicas sem ácidos graxos trans e com baixos teores de ácidos graxos saturados. especificamente, as referidas bases lipídicas compreendem óleos vegetais, ceras vegetais, monoglicerídios e óleos totalmente hidrogenados. o processo de fabricação das bases lipídicas, o qual compreende o processo de cristalização estático sequencial, também é objeto da presente invenção, bem como o uso das bases lipídicas na formulação de recheios para biscoitos e outros produtos alimentares onde se deseje utilizar uma base lipídica sem trans e de baixo teor de ácidos graxos saturados.
Description
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BASES LIPÍDICAS, BASES LIPÍDICAS E USO DAS MESMAS
Campo da invenção: [1] A presente invenção se insere no campo dos produtos alimentícios e descreve bases lipídicas sem ácidos graxos trans e com baixos teores de ácidos graxos saturados. Especificamente, as bases lipídicas propostas compreendem misturas de óleos vegetais, ceras vegetais, monoglicerídios e óleos e/ou gorduras totalmente hidrogenados.
[2] 0 processo de fabricação das bases lipídicas, que compreende o processo de cristalização estático sequencial, também é objeto da presente invenção, bem como o uso destas bases lipídicas na formulação de recheios para biscoitos e outros produtos alimentares onde se deseje utilizar uma base lipídica sem trans e de baixo teor de ácidos graxos saturados.
Fundamentos da invenção: [3] Gorduras técnicas atualmente usadas como bases para recheios de biscoito e outros produtos alimentares foram desenvolvidas com base nos fenômenos de cristalização dos triacilglicerois que compõem os óleos e as gorduras. Nesta tecnologia, é necessário um alto teor de gordura sólida para formar uma rede cristalina, resultando em estrutura e consistência ao produto.
[4] Estas gorduras técnicas, comumente chamadas de gorduras de uso específico, foram primordialmente produzidas por meio da hidrogenação parcial dos óleos vegetais, que transforma os ácidos graxos insaturados em ácidos graxos saturados e trans, sendo estes ácidos graxos responsáveis pela consistência do produto.
[5] Desde 2003, quando surgiram legislações referentes à declaração do teor de gorduras trans e posteriormente, guando se iniciaram as recomendações referentes à redução ou eliminação do consumo das mesmas, um grande movimento tomou a área da tecnologia de óleos e gorduras, visando a produção de bases lipídicas com características tecnológicas mais adeguadas para cada aplicação, porém sem os ácidos graxos trans.
[6] Entretanto, devido às exigências tecnológicas características da aplicação de cada tipo de gordura técnica, até o momento não foi possível eliminar completamente as gorduras trans de todas as classes de produtos, como, por exemplo, nos recheios de biscoitos.
[7] Neste sentido, foi possível constatar gue, atualmente, mais de 30% dos recheios de biscoito comercializados no Brasil são produzidos com gorduras de uso específico contendo mais de 10% de gorduras trans. Ainda, as gorduras de uso específicopara recheios de biscoito gue contém menos de 10% de gorduras trans, contém, por sua vez, mais de 40% de gorduras saturadas.
[8] Cabe ressaltar gue, atualmente, a redução ou a eliminação dos ácidos graxos trans em alimentos só é possível mediante o aumento do teor de ácidos graxos saturados, utilizando a tecnologia de interesterificação de óleos e gorduras.
[9] Diante das dificuldades técnicas mencionadas, esta invenção visa atender à necessidade da indústria e desejo dos consumidores de consumir alimentos gue não contenham gorduras trans e gue tenham teores reduzidos de ácidos graxos saturados.
[10] Hoje, o desenvolvimento de bases lipídicas que atendam às exigências tecnológicas tem sido uma das tarefas mais desafiadoras da tecnologia de óleos e gorduras. Sabe-se que os únicos ingredientes lipídicos que não contém ácidos graxos trans e com baixos teores de saturados são os óleos líquidos, como por exemplo, óleos de soja, canola, girassol, milho, girassol alto oleico, oliva (azeite) e amendoim, dentre outros. Estes óleos são ricos em ácidos mono e poli-insaturados e, consequentemente, líquidos a temperatura ambiente, não possuindo, assim, às propriedades tecnológicas exigidas por muitos produtos.
[11] Assim, o uso de materiais com capacidade de auto-organização e formação de redes cristalinas capazes de aprisionar lipídios líquidos (óleos) e dar-lhes consistência é uma alternativa, podendo resultar em bases lipídicas sem trans e com teores reduzidos de ácidos graxos saturados. Estes materiais são capazes de conferir consistência a óleos líquidos, quando são formulados e preparados sob condições específicas.
[12] No documento "Estruturação de sistemas lipídicos com hardfats e monoesterato de sorbitana para obtenção de gorduras zero trans com teores reduzidos de ácidos graxos saturados" (Stahl, 2015), o óleo de palma foi associado ao óleo de soja totalmente hidrogenado (conhecidos como "hardfat" de soja) e ao monoestearato de sorbitana (SMS). A base lipídica desenvolvida com os referidos componentes é considerada macia e espalhável e, além da menor redução de ácidos graxos saturados devido ao óleo de palma, naturalmente rico em ácidos graxos saturados, não possui a dureza necessária para ser aplicada em produtos que precisam de consistência e aeração.
[13] No documento "Processo simplificado de fabricação de margarinas com reduzidos teores de ácidos graxos saturados utilizando a tecnologia de estruturação de óleos" (Chaves, 2014), é utilizada uma mistura de gorduras vegetais interesterificadas, altas em saturados, ceras e monoglicerídios para estruturação de óleos.
[14] Diferentemente, a presente invenção conseguiu eliminar totalmente o uso de gorduras vegetais que normalmente possuem altos teores de saturados, e ácidos graxos trans em diferentes concentrações. Além disso, a presente invenção ainda consegue ser aplicada em produtos que não necessitam de controle de temperatura e que exigem gorduras de alta consistência (muito duras).
[15] Em vista disso, esta invenção tem o objetivo de aplicar um processo de fabricação de bases lipídicas sem ácidos graxos trans e com teores reduzidos de ácidos graxos saturados, bem como as referidas bases lipídicas e a sua aplicação em produtos alimentícios, tais como recheios de biscoitos e outros produtos alimentares onde se deseja utilizar uma base lipídica sem trans e de baixo teor de ácidos graxos saturados.
Breve descrição da invenção: [16] A presente invenção descreve bases lipídicas sem ácidos graxos trans e com baixos teores de ácidos graxos saturados. Especificamente, as referidas bases lipídicas compreendem misturas de óleos e ceras vegetais, além de monoglicerídios, e óleos totalmente hidrogenados.
[17] O processo de fabricação das bases lipídicas, que compreende o processo de cristalização estático sequencial, também é objeto da presente invenção, bem como o uso das bases lipídicas na formulação de recheios para biscoitos e outros produtos alimentares onde se deseje utilizar uma base lipídica sem trans e de baixo teor de ácidos graxos saturados.
Breve descrição das figuras: [18] Para obter uma total e completa compreensão e visualização do objeto desta invenção, são apresentadas as figuras 1 a 3, as quais se faz referências, conforme se segue.
[19] A Figura 1 é uma fotografia dos recheios de biscoito formulados com as bases lipídicas produzidas a partir do processo de fabricação da presente invenção, explorando os efeitos estruturantes sinérgicos da cera, monoglicerídios e óleos totalmente hidrogenados.
[20] A Figura 2 é uma fotografia comparativa entre os recheios padrão (produzido com a gordura comercial GC) e recheio com teor reduzido de ácidos graxos saturados (produzido com uma base lipídica proposta pela invenção[BLH]).
[21] A Figura 3 é uma fotografia comparativa da aplicação dos recheios padrão e recheio com teor reduzido de ácidos graxossaturados em biscoitos (produzido com a amostra BLK, diferente formulação também produzida com a técnica da invenção).
Descrição detalhada da invenção: [22] Esta invenção descreve o processo de fabricação de bases lipídicas, bem como as referidas bases, em que estas contêm baixos teores de ácidos graxos saturados e não contêm gorduras trans.
[23] As bases lipídicas resultantes desta invenção são mais adequadas nutricionalmente e compreendem uma rede cristalina altamente organizada, a qual é capaz de aprisionar o óleo líquido. Quando aplicada em alimentos, esta base lipídica é capaz de conferir a consistência adequada ao produto final, que pode ser recheio para biscoitos e outros produtos alimentares onde se deseje utilizar uma base lipídica sem trans e de baixo teor de ácidos graxos saturados.
[24] 0 processo de fabricação destas bases lipídicas compreende a cristalização estática sequencial, que tem como objetivo promover a autorganização estrutural adequada dos componentes utilizados, bem como otimizar o efeito sinérgico dos mesmos. Este processo é crucial para a obtenção das bases lipídicas com as características físicas e reológicas adequadas para cada aplicação desejada.
[25] 0 referido processo compreende as etapas de: a) Deleção da memória cristalina; b) Nucleação da rede cristalina; e c) Estabilização da rede cristalina autossustentável por uma série de cristalizações estáticas.
[26] A etapa (a) compreende a fusão e solubilização de todos os ingredientes da formulação e tem o objetivo de apagar a memória cristalina de todos os componentes. 0 óleo vegetal ou a mistura de óleos são aquecidos sob agitação de 100 a 500 rpm a uma temperatura entre 40 e 100°C por um intervalo de tempo de 1 a 15 minutos, quando atingida a temperatura desejada entre 40 e 100°C, os demais componentes são adicionados. A mistura permanece sob agitação de 100 a 500 rpm na temperatura estabelecida, por um tempo de 1 a 20 minutos, de modo a garantir que todos os materiais lipídicos (óleos, ceras, monoglicerídios e óleos totalmente hidrogenados) tenham fundido e que a memória cristalina destes tenha sido apagada, não havendo nenhum cristal ou núcleo cristalino presente.
[27] Em seguida, na etapa (b) , ocorre a nucleação da rede cristalina. Para tal, a mistura fundida na etapa (a) é submetida a uma série de eventos sequenciais de cristalização estática pelo resfriamento da mistura a temperaturas e tempos variados, a saber: a base lipídica fundida na etapa (a) é submetida a resfriamento a temperaturas entre 0 e 10°C por tempos entre 0,1 a 12 horas com taxas de esfriamento entre 0,1 e 5 °C /min. Nessa etapa, os materiais sólidos cristalizam de forma sinérgica, de modo que um processo de auto-organização molecular é desencadeado, nucleando e direcionando a formação da rede cristalina tridimensional.
[28] Na etapa (c) , a maturação da rede cristalina ocorre em decorrência a eventos sequências de cristalização estática sob temperaturas e tempos variados, após etapa (b) de nucleação (5-10°C por 1 a 12 horas) a saber: 10 - 15 °C por 0,1 a 24 horas; 15 - 20°C por 0,1 a 48 horas; - 20 - 25 °C por até 60 horas;
[29] Os eventos devem ser conduzidos sequencialmente, podendo, ainda, serem isotérmicos ou heterotérmicos, com ou sem taxas de resfriamento e/ou aquecimento. A etapa, como um todo, deve durar de 6 a 60 horas.
[30] A etapa (c) é essencial para fortalecer as interações sinérgicas estabelecidas entre os ingredientes da formulação durante a etapa (b) , em que ocorre a auto-organização das moléculas para formação da rede cristalina.
[31] Após a estabilização da rede cristalina, a base lipídica está pronta e adequada para aplicação em alimentos onde se requer uma base lipídica isenta de ácidos graxos trans e com baixos teores de ácidos graxos saturados, porém de consistência e características físicas adequadas, como por exemplo, mas não exclusivamente, recheios de biscoito.
[32] A base lipídica da presente invenção, a qual é livre de ácidos graxos trans e apresenta baixo teor de ácidos graxos saturados, compreende: - De 70 a 99,7% de óleo vegetal; - De 0,1 a 10 % de cera vegetal; - De 0,1 a 10 % de monoglicerídios; e - De 0,1 a 10% de óleos totalmente hidrogenados.
[33] Os óleos vegetais compreendem uma mistura de triacilglicerois de grau alimentício, oriundos de frutos e / ou sementes vegetais, que sejam líquidos à temperatura ambiente. Preferencialmente, os referidos óleos vegetais apresentam altos teores de ácidos graxos mono e polinsaturados. Cabe ressaltar, ainda, que o teor de ácidos graxos saturados na base lipídica dependerá da composição dos ácidos graxos do óleo vegetal utilizado.
[34] Em uma modalidade preferida desta invenção, os óleos vegetais são óleos de frutos e/ou sementes vegetais selecionados do grupo compreendido de: entre outros, óleos de soja, canola, milho, girassol (natural ou alto em oleico), oleina de palma, ou qualquer outro óleo comestível, vegetal, bruto ou refinado e suas misturas.
[35] Em relação às ceras vegetais, estas compreendem hidrocarbonetos, ácidos graxos, álcoois graxos, ésteres dos referidos álcoois graxos e misturas dos mesmos. Estes ingredientes devem ser de grau alimentícios e oriundos de animais ou vegetais.
[36] Em uma modalidade preferida desta invenção, as ceras vegetais são selecionadas do grupo compreendido de: ceras de carnaúba, arroz, açúcar, candelilla, girassol e suas misturas, as quais podem estar presentes em proporções diversas e perfazer entre 0,1 a 10 % da base lipídica formulada mediante esta invenção.
[37] Em relação aos monoglicerídios, estes são compreendidos de monoglicerídios e suas misturas, de grau alimentício, oriundos de diferentes fontes lipídicas. Dá-se preferência aos produtos com altos teores de ácidos graxos saturados.
[38] Em uma modalidade preferida desta invenção, os monoglicerídios são selecionados do grupo compreendido de derivados óleos de palma, colza, soja, canola, algodão, mamona, girassol ou outros óleos vegetais brutos, refinados ou hidrogenados e suas misturas ou ainda de gorduras animais em proporções que variam de 0,1 a 10% da formulação.
[39] Em relação aos óleos e/ou gorduras totalmente hidrogenados e/ou gorduras compostas principalmente por ácidos graxos saturados (superior a 90 %), de grau alimentício, e que não contem ácidos graxos trans. Em uma modalidade preferida da invenção, os óleos totalmente hidrogenados são selecionados do grupo compreendido de: entre outros, óleos de soja, canola, milho, girassol (natural ou alto em oleico), oleina de palma, crambe, colza ou qualquer outro óleo comestível, vegetal ou animal, totalmente hidrogenados e suas misturas, que variam de 0,1 a 10% da formulação.
[40] Os componentes utilizados nesta invenção são capazes de atuar em sinergismo, resultando na formação uma rede cristalina híbrida com diferentes formas de sustentação e, consequentemente, mais eficiente.
[41] Na Tabela 1 abaixo, são indicados 12 exemplos de bases lipídicas obtidas de acordo com o processo da presente invenção.
[42] Cabe ressaltar que, além de serem totalmente livres de gorduras trans, o teor de ácidos graxos saturados das bases lipídicas é muito inferior àquele das gorduras comerciais recomendadas atualmente para recheios de biscoito, pois em médias estas contêm cerca de 55% de ácidos graxos saturados.
Tabela 1: Composição de ácidos graxos insaturados (AGI), ácidos graxos saturados (AGS) e ácidos graxos trans (AGtrans) das bases lipídicas desenvolvidas de acordo com a presente invenção.
[43] A seguir, três exemplos de bases lipídicas formuladas e suas aplicações em recheios de biscoito, em que se demonstram as vantagens das mesmas frente as gorduras de uso específico atualmente utilizadas.
[44] Vale ressaltar que os recheios produzidos por meio da tecnologia aqui descrita foram resistentes ao teste de ciclização de temperatura (25-40-25°C). Esta propriedade é extremamente importante principalmente em países tropicais como o Brasil, uma vez que oscilações de temperatura de produtos armazenados é muito comum ao longo da vida útil do produto.
Exemplo 1 - Base lipídica BLG
[45] A base lipídica BLG foi formulada utilizando: - 95 % de óleo de girassol alto oleico; - 3 % de cera de candelilla; - 1 % de óleo de crambe totalmente hidrogenado; e - 1 % de monoglicerídios compreendendo monoacilgliceróis e trigliceroís-diacilgliceróis (40:60).
[46] No processo de fabricação, foram utilizados os seguintes parâmetros: - etapa (a) a 8 0°C; - etapa (b) com esfriamento a uma taxa de l°C/min até 5°C por 2 horas. - etapa (c) com a seguinte série: 10°C por 6 horas; 15°C por 6 horas; 20°C por 6 horas; 25°C por 30 horas.
[47] A base lipídica apresentou um teor final de ácidos graxos saturados de 9,4 %. Isso indica uma redução de 82 % do teor de ácidos graxos saturados, quando comparado à média do teor de ácidos graxos saturados das gorduras comerciais zero trans (que contém em média 55% de AGS) .
[48] A referida base lipídica foi, então, aplicada a uma formulação de recheio para biscoito compreendendo 65 % de açúcar e 35 % de base lipídica.
[49] Na figura 1, é apresentado o recheio formulado neste exemplo, bem como os demais recheios formulados a partir das bases lipídicas elaboradas pela tecnologia descrita na presente invenção.
Exemplo 2 - Base lipídica BLH
[50] A base lipídica BLH foi formulada utilizando: - 93 % de óleo de soja; - 3 % de cera de candelilla; - 2 % óleo de crambe totalmente hidrogenado; e - 2 % de monoglicerídios saturados compreendendo monoacilgliceróis e trigliceroís-diacilgliceróis (40:60).
[51] No processo de fabricação, foram utilizados os seguintes parâmetros: - etapa (a) a 80°C; - etapa (b) com esfriamento a uma taxa de 0,5 °C/min seguida por 10 °C por 6 horas; e - etapa (c) com a seguinte série: 15°C por 12 horas, 20 °C por 12 horas e 25°C por 24 horas, totalizando 54 horas de processo e estabilização.
[52] A base lipídica apresentou um teor final de ácidos graxos saturados de 19 %. Isso indica uma redução de 65 % do teor de ácidos graxos saturados, quando comparado à média de 55% de ácidos graxos saturados das gorduras comerciais zero trans.
[53] A referida base lipídica foi, então, aplicada a uma formulação de recheio para biscoito compreendendo 65 % de açúcar e 35 % de base lipídica.
[54] Na figura 2, é possível observar a aparência de um recheio produzido com um gordura comercial padrão (GC) e um recheio produzido com a BLH. Ambos os recheios são muito semelhantes e resistiram, sem nenhuma alteração visual, por até 6 meses de armazenamento a 35°C.
Exemplo 3 - Base lipídica BLK
[55] A base lipídica BLK foi formulada utilizando: - 91 % de óleo de soja; - 3 % de cera de candelilla; - 3 % de óleo de crambe totalmente hidrogenado; e - 3 % de uma mistura de monoglicerídios saturados compreendendo monoacilgliceróis e triglicerois- diacilgliceróis (40:60).
[56] No processo de fabricação, foram utilizados os seguintes parâmetros: - etapa (a) a 8 0°C; - etapa (b) com esfriamento a uma taxa de 0,5°C/min até 5°C e manutenção desta temperatura por 1 hora; e - etapa (c) com a seguinte série: 10°C / 3h, 15°C / 3h, 20°C/3h e 25°C / 12 totalizando 34 horas de processo e estabilização.
[57] A base lipídica apresentou um teor final de ácidos graxos saturados de 20,48 %. Isso indica uma redução de 62 % do teor de ácidos graxos saturados, quando comparado à média de 55% de ácidos graxos saturados das gorduras comerciais zero trans.
[58] A referida base lipídica foi, então, aplicada a uma formulação de recheio para biscoito compreendendo 65 % de açúcar e 35 % de base lipídica.
[59] Na figura 3, é possível verificar a aparência de um recheio produzido com um gordura comercial padrão (GC) e um recheio produzido com a BLK.
[60] Por todo o exposto na presente invenção, a tecnologia ora proposta é inovadora e totalmente viável para a produção de bases lipídicas livres de ácidos graxos trans e com teores reduzidos de ácidos graxos saturados. Baseando-se numa base lipídica padrão, a redução de ácidos graxos saturados proporcionada pelas novas bases lipídicas é de, pelo menos, 55,09 % e podem alcançar até 81,73 %.
[61] Os exemplos demonstrados quanto as aplicações destas gorduras em recheios de biscoito apresentaram comportamentos tecnológicos semelhantes à recheios comerciais padrão, confirmando a aplicabilidade e abrangência tecnológica da invenção.
[62] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.
REIVINDICAÇÕES
Claims (11)
1. Processo de fabricação de bases lipídicas caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a) Deleção da memória cristalina; b) Nucleação da rede cristalina; e c) Estabilização da rede cristalina autossustentável, através de cristalização estática sequencial.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, na etapa (a), o óleo vegetal ou a mistura de óleos serem aquecidos sob agitação de 100 a 500 rpm a uma temperatura entre 40 e 100°C por um intervalo de tempo de 1 a 15 minutos.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de, quando atingida a temperatura desejada entre 40 a 100°C°C, os demais componentes à serem adicionados e a mistura permanecem sob agitação de 100 a 500 rpm na temperatura estabelecida, por um tempo de 1 a 20 minutos.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, na etapa (b), a mistura fundida na etapa (a) ser submetida a eventos sequenciais de cristalização estática, em que a base lipídica fundida na etapa a) é submetida a resfriamento a temperaturas entre 0 e 10°C por tempos entre 0,1 a 12 horas com taxas de esfriamento entre 0,1 e 5 °C /min.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, car acter i zado pelo fato de, na etapa (c) , a maturação da rede cristalina ocorre em decorrência a eventos sequenciais de cristalização estática após etapa (b) de nucleação (5- 10°C por 1 a 12 horas), a saber: 10-15 °C por 0,1 a 24 horas; 15 - 20 °C por 0,1 a 48 horas 20 - 25 °C por até 60 horas.
6. Base lipídica, obtida conforme o processo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de ser livre de ácidos graxos trans e apresentar baixo teor de ácidos graxos saturados, em que a base lipídica compreende: - De 70 a 99,7 % de óleo vegetal; - De 0,1 a 10 % de cera vegetal; - De 0,1 a 10 % de monoglicerídios; e - De 0,1 a 10% de óleos totalmente hidrogenados.
7. Base lipídica, de acordo com a reivindicação 6, caracteri zada pelo fato de que os óleos vegetais são selecionados do grupo compreendido de: óleos de soja, canola, milho, girassol (natural ou alto em oleico, oleína de palma, ou qualquer outro óleo comestível, vegetal, bruto ou refinado e suas misturas.
8. Base lipídica, de acordo com a reivindicação 6, car acter i zada pelo fato de que as ceras vegetais são selecionadas do grupo compreendido de: ceras de carnaúba, arroz, açúcar, candelilla, girassol e suas misturas.
9. Base lipídica, de acordo com a reivindicação 6, car acter i zada pelo fato de que os monoglicerídios e suas misturas são selecionados do grupo compreendido de derivados óleos de palma, soja, canola, colza, algodão, mamona, girassol ou outros óleos vegetais e suas misturas.
10. Base lipídica, de acordo com a reivindicação 6, caracteri zada pelo fato de que os óleos totalmente hidrogenados são selecionados do grupo compreendido de: óleos de soja, canola, milho, girassol (natural ou alto em oleico), oleina de palma, colza, crambe ou qualquer outro óleo comestível, vegetal ou animal, totalmente hidrogenados e suas misturas.
11. Uso das bases lipídicas, obtidas conforme o processo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 e conforme definidas nas reivindicações 6 a 10, caracterizado pelo fato de ser na formulação de recheios para biscoitos e outros produtos alimentares que utilizam base lipídica sem trans e baixo teor de ácidos graxos saturados.
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