Os emulsificantes são adicionados para aumentar a estabilidade do produto alimentício e atingir um prazo de validade aceitável. Sua principal função é unir as fases oleosa e aquosa de uma emulsão em uma preparação homogênea e estável.

A emulsão no processamento de alimentos

Uma emulsão é um sistema heterogêneo que consiste em pelo menos um líquido imiscível disperso em outro na forma de gotículas. Para tornar possível a formação e/ou a manutenção de uma mistura uniforme de duas ou mais fases imiscíveis no alimento são utilizados emulsificantes, cuja principal função é unir as fases de uma emulsão em uma preparação homogênea e estável. Uma emulsão convencional, também conhecida como macroemulsão, normalmente possui diâmetro médio de gota até 100μm. É a forma mais comum de emulsão usada na indústria alimentícia, sendo encontrada em uma variedade de produtos, incluindo leite, bebidas, molhos de maionese, molhos e sobremesas. As microemulsões são sistemas termodinamicamente estáveis e se formam espontaneamente com tamanho de gota entre 5μm a 50μm.

Para formar uma emulsão estável e prevenir a coalescência, deve ser aplicado emulsificante suficiente para adsorver a interfase aquosa/orgânica.

O tamanho da gota, que está diretamente relacionado ao procedimento de emulsificação, também depende da quantidade de emulsificante adicionado, do tipo de emulsificante e da temperatura de emulsificação.

Uma ampla gama de equipamentos estão disponíveis para a formação de emulsões, incluindo moinhos coloidais, homogeneizadores e ultrassom.

Características e funcionalidades dos emulsificantes

A principal característica de um emulsificante é que a sua estrutura é composta por uma parte hidrofílica, que interage com a fase aquosa, e outra lipofílica, que interage com a fase oleosa; essa estrutura permite a sua atuação na interface de duas substâncias imiscíveis. Para esta aplicação em especial, torna-se imprescindível o correto balanço entre a hidrofilicidade e a lipofilicidade da molécula do emulsificante. Quanto maior o valor de lipofilicidade, maior a hidrofilicidade e, quanto menor o valor de hidrofobicidade, maior a lipofilicidade. Dependendo desse balanço, o emulsificante poderá ser usado em emulsões do tipo água em óleo ou óleo em água.

A seleção do emulsificante é baseada nas características do produto final, na metodologia de preparação da emulsão, na quantidade de emulsificante adicionada, nas características químicas e físicas de cada fase e na presença de outros componentes funcionais na emulsão.

Além da sua usual atuação na estabilização de emulsões, os emulsificantes possuem a funcionalidade de modificador o processo de cristalização de óleos e gorduras. Os emulsificantes podem interferir no tempo de indução e na velocidade de formação dos cristais de gordura, além de modificarem a morfologia e o hábito cristalino desses cristais, retardando as transições polimórficas indesejáveis e afetando diretamente a qualidade dos produtos.

Os emulsificantes apresentam diferentes funcionalidades, sendo a mais conhecida a aeração.A aeração e a manutenção da espuma formada são importantes propriedades em produtos nos quais se deseja ganho de volume, devido a incorporação de ar durante o processamento. Outra importante função dos emulsificantes é a sua utilização como blends, muito comuns na indústria alimentícia. Esse processo consiste no uso de dois ou três componentes emulsificantes para alcançar funcionalidades múltiplas.

Além da sua função principal, que é produzir e estabilizar emulsões, os emulsificantes alimentícios contribuem em numerosos outros papéis funcionais, como por exemplo, melhorar a textura e shelf life de produtos contento amido; formar complexos com os componentes destes; modificar as propriedades reológicas da farinha de trigo, pela interação com o glúten; melhorar a consistência e textura de produtos à base de gorduras, pelo controle de polimorfismo e da estrutura cristalina das gorduras; além de promover a solubilização de aromas.

Os emulsificantes de grau alimentício

Existem várias famílias de emulsificantes de grau alimentício, os quais podem ser classificados em mono e diglicerídeos, monoésteres de propilenoglicol, ésteres de poliglicerol, ésteres de sorbitano, ésteres etoxilados, ésteres succinilatos, ésteres de mono- e diglicerídeos acetilados, ésteres de mono- e diglicerídeos fosfatados e ésteres de sacarose.

Os mono e diglicerídeos são emulsificantes de grau alimentício amplamente usados, que podem ser preparados por processo de interesterificação com glicerina e triglicerídeo ou por esterificação direta com ácidos graxos, sendo que neste último tipo de processo ocorre a formação de água, a qual é removida durante as etapas do processo de esterificação.

Os monoésteres de propilenoglicol são preparados a partir de propilenoglicol ou 1,2-propanodiol, utilizando como métodos a interesterificação de propilenoglicol com triglicerídeos ou a interesterificação direta com ácidos graxos. Ao contrário dos mono e diglicerídeos, ambos os procedimentos não rendem as mesmas composições. Quando é usado o processo de interesterificação, a composição final contém mono, di e triglicerídeos, além de mono e diésteres de propilenoglicol.

Os ésteres de poliglicerol podem ser preparados por esterificação direta do poliglicerol com ácidos graxos ou por interesterificação com triglicerídeos. Entre os ésteres de sorbitano, o monoestearato de sorbitano é o mais indicado para uso como aditivo alimentício, sendo o processo usado para a sua produção a esterificação direta de ácido graxo de sorbitol com ácido esteárico.

Entre os ésteres etoxilados de ácidos graxos, quatro deles possuem homologação para uso como aditivo alimentício direto: o monoestearato de sorbitano etoxilado, o monooleato de sorbitano etoxilado, o triestearato de sorbitano etoxilado e o mono e diglicerídeo saturado etoxilado. Os ésteres succinilatos têm como etapa essencial do seu preparo a reação do grupo hidroxil com o anidrido succínico.

Outro emulsificante de grau alimentício formado pela reação de um anidrido ácido com um grupo hidroxil é o monoglicerídeo acetilado. Os ésteres de sacarose aprovados para uso como aditivo alimentício direto são o mono, di e triésteres.

Emulsificantes naturais - Foco na lecitina

O mercado de emulsificantes naturais é dominado pela lecitina, o que representa uma variedade de fontes, formatos e funcionalidades. Comercialmente, pode ser obtida do leite, de ovos e de diversas fontes vegetais, sendo que a estimativa é de que 95% seja produzida a partir da soja.

A lecitina tem sido aplicada em alimentos devido as suas propriedades emulsificantes e também relacionadas à molhabilidade e dispersibilidade.

A aplicação da lecitina via pulverização é típica em produtos instantâneos, refrescos, leite em pó, cacau em pó, suplementos alimentares e sopas, entre outros. A sua propriedade de molhabilidade diminui a tensão superficial, ajudando para que o produto entre em solução rapidamente, assim como a sua propriedade de dispersibilidade reflete a velocidade com que o produto irá se dispersar em água sob agitação, viabilizando a instantaneidade dos produtos.

Aplicação dos emulsificantes na indústria de alimentos

A natureza única das emulsões como dispersões termodinamicamente estáveis com uma estreita distribuição de tamanho de gotículas de diferentes tamanhos as tornam adequadas para uma série de aplicações na indústria alimentícia.

Em alguns produtos, os emulsificantes desempenham papel específico e de grande importância, como por exemplo, no setor de panificação, onde podem funcionar como condicionadores de massa. Além do pão, outros diferentes tipos de produtos de panificação produzidos por métodos convencionais se beneficiam da adição de emulsificantes, incluindo o pão branco produzido por processo altamente mecanizado, pãezinhos, pães doces, pães fermentados e donuts. Alguns emulsificantes também atuam como amaciantes de migalhas.

Outra aplicação dos emulsificantes é na fabricação de bolos, cujas três funções principais desempenhadas são facilitar a incorporação de ar; dispersar a gordura em partículas menores para permitir o número máximo de células de ar; e melhorar a retenção de umidade.A utilização em bolos exemplifica um dos efeitos mais conhecidos dos emulsificantes, que é a propriedade de promover a aeração da massa, o que tem influência de maneira direta no volume do bolo, em razão da formação e estabilização da espuma.

A adição do emulsificante apropriado também pode melhorar as características dos biscoitos, como volume, superioridade do grão e, particularmente, a taxa de distribuição.

Em produtos doces, a eliminação do bloom, ou seja, a transição de cristais de gordura da configuração alfa e beta para a configuração beta, menos desejável, é uma razão chave para a adição de emulsificantes, os quais podem ser usados, também, como modificadores da estrutura do cristal em misturas de triglicerídeos e para controlar a viscosidade do produto em recheios de creme e em chocolates.Uma matéria-prima bastante utilizada na indústria de alimentos é o óleo de palma, cuja cristalização pode ser considerada lenta e complexa.

A adição de monopalmitato ou de monoestearato de sorbitano evita a recristalização responsável pela formação de grânulos, indicando uma aplicação promissora na produção de margarinas à base de óleo de palma. Uma das maiores áreas de aplicação dos emulsificantes é na fabricação de sorvetes, onde são vitais na formação de estruturas lipídicas apropriadas e para assegurar uma distribuição de ar necessária para garantir uma textura macia ao paladar, assim como boas características de derretimento. Essa característica é alcançada através da desestabilização promovida pelo emulsificante na emulsão de gordura, levando a um produto macio e seco, que derrete com a uniformidade e velocidade desejadas.

Além das aplicações citadas, os emulsificantes também têm sido utilizados na produção de análogos à carne e na formulação de emulsões aromatizantes.