Guia 2021
A Vogler através da parceria com a Gelymar, um dos líderes mundiais na fabricação de carragenas, inova seu portfólio de hidrocolóides disponibilizando ao mercado uma linha que atende a diversos segmentos e aplicações. Contando com o intercâmbio de profissionais altamente especializados e investindo em constante aperfeiçoamento em tecnologias e desenvolvimento de processos e produtos, possibilita a oferta de soluções específicas para a indústria de laticínios.
A Gelymar é pioneira na produção de carragenas a partir de algas frescas, o que permite obter uma melhor qualidade funcional dos extratos utilizados. A planta de extração encontra-se próxima a fonte de extração em Puerto Montt, Chile, a maior reserva mundial de algas de água fria.
Introdução
A carragena foi descoberta em 1785 na cidade de Carragena, norte da Irlanda, onde as algas eram utilizadas para aumentar a viscosidade do leite consumido pela população.
As carragenas são um grupo de polissacarídeos naturais que estão presentes na estrutura celular das famílias Gigartinaceae e Soleriaceae. Estes polissacarídeos têm a particularidade de formar colóides e géis em meios aquosos e lácteos em concentrações muito baixas.
(Foto algas vermelhas)
Pesquisadores, através de estudos, mostraram que era possível separar a carragena em diferentes tipos, que são Lambda, Kappa, Iota, Mu e Nu, das quais Lambda, Kappa e Iota são as principais.
Quimicamente, as carragenas são polissacarídeos lineares apresentando moléculas alternadas de D-galactose e 3,6 anidro-D-galactose (3,6 AG) unidas por ligações α-1,3 e ß-1,4.
(Figura estrutura química da carragena)
As moléculas de galactose possuem grupos sulfato e/ou piruvato, encontrando-se geralmente na forma de sais de sódio, potássio e cálcio. O conteúdo e a posição dos grupos sulfatos diferenciam os diferentes tipos de carragenas que se classificam em:
Principais tipos de carragenas
Kappa I
Este tipo de carragena é o que apresenta maior poder de gelificação. Possui (apresenta) conteúdo de éster sulfato entre 24% e 25% e entre 35% a 40% de unidades 3,6 AG. Este tipo de carragena produz géis firmes e quebradiços em água com alta sinérises.
Necessita de alta temperatura para ativação, aproximadamente 75ºC, conferindo baixa viscosidade nos sistemas em que é aplicada.
(Figura Estrutura kappa I) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Kappa II
È o tipo de maior reatividade com leite. Possui (apresenta) conteúdo de éster sulfato entre 25% e 28% e entre 32% a 34% de unidade 3,6AG. Forma géis firmes e elásticos em água e leite com moderada sinérises. Possui alta reatividade com proteínas lácteas e necessita de alta temperatura para completa dissolução (aproximadamente 71ºC). Sua viscosidade é um pouco maior se comparada com a carragena Kappa I devido ao seu maior peso molecular.
(Figura Estrutura kappa II)
Iota
Forma um gel bastante elástico em água e boa resistência a ciclos de congelamento/descongelamento. Possui conteúdo de éster sulfato entre 30% e 32% e entre 28% e 32% de unidades 3,6 AG. Requer temperatura para dissolução de aproximadamente 60ºC.
(Figura Estrutura Iota) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Lambda
È o tipo mais solúvel em água e leite. Possui cerca de 35% de éster sulfato e 0% de unidades de 3,6AG, o que impossibilita a formação de géis. É solúvel em água e leite frios, conferindo alta viscosidade nos sistemas em que é aplicada.
(Figura Estrutura Lambda)
(Figura Gradiente de propriedades das carragenas)
Propriedades das carragenas
Solubilização e gelificação
Para obter a máxima funcionalidade das carragenas é importante uma boa dispersão no meio de forma a facilitar a dissolução e evitar a formação de grumos. Uma vez solubilizadas, as carragenas do tipo Kappa I, Kappa II e Iota formam, durante o resfriamento, uma estrutura molecular tipo dupla hélice e uma rede tridimensional reforçada pela presença de certos íons como cálcio e potássio.
(Figura Solubilização e gelificação) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Sinergismo
As carragenas apresentam sinergismo com alguns galactomananos e glucomananos, como por exemplo, o caso das carragenas Kappa I e Kappa II com a goma de alfarroba (LBG) e Konjac. A combinação com estes hidrocolóides potencializa a força de gel, reduz a sinérises e permite a obtenção de texturas mais elásticas.
A carragena Iota tem sinergismo com amido resultando em aumento de viscosidade em sistemas aquosos.
(Figura Sinergismo kappa I) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Estabilidade ao pH
As soluções de carragenas são estáveis em pH neutro ou ligeiramente ácido. A combinação de altas temperaturas e baixo pH (menor que 3,7) produz hidrólise da carragena, provocando perda de viscosidade e da força de gel. Em sistemas de baixo pH se recomenda a dissolução da carragena antes da adição do ácido e o resfriamento mais rápido possível do sistema já que uma vez que o gel é formado, este não é afetado pelo meio ácido.
Reologia
Os géis de carragena tipo Kappa II e Iota apresentam comportamento tixotrópico. Quando submetidos a processos que envolvam agitação ou bombeamento, têm a viscosidade reduzida, retornando ao seu estado original uma vez que o esforço é retirado.
Interação com proteínas
Existe uma alta reatividade das carragenas, em especial do tipo Kappa II e Kappa I em sistemas lácteos, obtendo-se géis firmes em concentrações muito baixas. Este sinergismo se deve a interação da carragena, molécula carregada negativamente, e a K-caseína, que possui carga positiva. A reação ocorre em ampla faixa de pH e é reforçada por pontes de cálcio.
Interação com sais
As carragenas tipo Kappa II interagem com sais de potássio e cálcio, aumentando a firmeza, a temperatura de gelificação e a temperatura de fusão do gel. Os polifosfatos e citratos de sódio e de potássio facilitam a dissolução das carragenas, diminuindo sua viscosidade pois seqüestram íons divalentes. Favorecem a estabilidade das carragenas em meios ácidos.
Suspensão de sólidos
As carragenas tipo Kappa I e Kappa II, em baixas concentrações, formam uma rede capaz de manter suspensos sólidos em leite ou água.
Espessante
As carragenas tipo Kappa II e Iota são agentes espessantes em água ou leite quentes, o tipo lambda é um agente espessante a frio.
Estabilização
Graças a sua capacidade de gelificação e a forte interação eletrostática, as carragenas têm a propriedade de estabilizar emulsões. Devido á sua alta especificidade, são capazes de estabilizar sem modificar a textura do sistema. Em milk shakes e cremes tipo chantilly, são usadas para estabilizar emulsões e espumas.
(Tabela Propriedades) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Extração de carragenas
Dependendo das características da matéria-prima e do processo de extração utilizado, obtêm-se diferentes tipos de carragenas. A extração da carragena inicia-se com a seleção e classificação das algas. Após a etapa de lavagem, começa o processo de extração, clarificação e precipitação com álcool ou sais, seguido das etapas de secagem e moagem.
(Figura Transporte) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Aplicações em lácteos
As propriedades conferidas pelas carragenas, viscosidade e formação de gel, permitem obter diferentes texturas em variadas aplicações. Estas propriedades melhoram a coesividade, consistência, redução de sinérises e melhora da aparência.
O poder de gelificação das carragenas é muito maior em leite devido a sua interação com a caseína. Utilizando-se concentrações de carragena bem menores do que em sistemas aquosos obtêm-se géis de mesma textura. Devido a estas propriedades funcionais são amplamente utilizadas com diversas aplicações na indústria de laticínios.
As carragenas do tipo lambda podem atuar como agente espessante a frio ou a quente, as do tipo Iota e Kappa além de serem amplamente utilizadas como agentes espessantes em produtos que se preparam a altas temperaturas, também resultam géis estáveis em água à temperatura ambiente sem necessidade de refrigeração. Esses géis (Iota e Kappa) são transparentes e termorreversíveis, conseguindo uma ampla variedade de texturas desde muito elásticas e coesas, até géis firmes e quebradiços, dependendo da combinação das frações que se utiliza.
(Foto Pudim) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Sobremesas: Os diferentes tipos de carragena permitem obter variadas texturas de géis em leite, desde firmes e quebradiços até suaves em sobremesas cremosas e aeradas. Em sobremesas gelificadas de leite é comum o uso de misturas de diferentes tipos de carragena em função da textura do produto final desejada: gel firme, cremosidade, elasticidade. Amidos e outros espessantes podem ser utilizados em conjunto com as carragenas. Em cremes tipo chantilly, são usadas para estabilizar emulsões e espumas.
(Foto Chocolate) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Bebidas lácteas achocolatadas: A utilização de carragenas em bebida láctea achocolatada possibilita manter o cacau em suspensão, melhorar o corpo e a palatabilidade.
Bebidas lácteas achocolatadas preparadas a partir da combinação de leite, soro, cacau e submetidas a tratamento térmico UHT têm como desafio o desenvolvimento de um sistema estabilizante que permita manter a bebida homogênea durante a vida de prateleira, evitando a sedimentação do cacau e aportando ao produto boa textura.
A Carragena é o produto ideal para a estabilização de leites com cacau, especialmente a carragena Kappa II que possui alta reatividade com proteínas lácteas. A carragena exerce efeito colóide protetor sobre a proteína, evitando separações e mantendo o cacau suspenso. Outros hidrocolóides como guar, carboximetilcelulose, xantana conferem apenas viscosidade e podem ser combinados com a carragena para melhorar o perfil sensorial.
Em leites aromatizados, as carragenas Kappa II associadas à Lambda, podem ser utilizadas para dar corpo e palatabilidade.
Em leites reconstituídos a carragena estabiliza a gordura e a proteína adicionadas, além de melhorar o corpo.
(Foto Sorvete) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Sorvetes: A carragena melhora as propriedades de derretimento, reduz a formação de cristais de gelo e evita a separação de soro. Em sorvetes aerados e mousses, a carragena estabiliza a emulsão e a espuma.
(Foto Creme de leite) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Creme de leite: A textura do creme de leite UHT apresenta requisitos especiais, viscosidade fluída no envase e formação de posterior de gel na embalagem. Para esta aplicação a carragena é utilizada em combinação com outros hidrocolóides além de fosfatos/citratos como estabilizantes do produto.
Para esta aplicação, as carragenas mais usadas são do tipo Iota que possuem a característica de formar géis suaves e textura viscosa em presença de cálcio, além de possuir propriedades tixotrópicas que permitem manter a viscosidade do produto final submetido a esforços mecânicos característicos do processo de elaboração.
Em leites evaporados, a carragena estabiliza e melhora a emulsão.
(Foto Queijo processado) ( VEJA NO PDF ABAIXO )
Queijo processado: Em queijos processados e similares, a carragena aumentando a resistência à estrutura formada pela caseína, melhora o corte, derretimento e cremosidade e aumenta o rendimento.
Para atender a vasta gama de aplicações na indústria láctea, Vogler dispõe de carragenas de sua parceira Gelymar:
Carragel: gelificante em água ou leite em variadas texturas
Carralact: gelificante, espessante e estabilizante em leite
Carrasol: espessante e estabilizante em água e produtos lácteos
* Bernardo Hallack Hollanda é especialista em laticínios e * Ana Lúcia Barbosa Quiroga é gerente de P&D da Vogler Ingredients.
Vogler Ingredients Ltda.
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