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Potencial biotecnológico e comercial das microalgas

As algas e microalgas representam um alimento natural que fornece elevado valor nutritivo, baixo em calorias e, para além da sua atividade biológica, muito apreciável na indústria alimentícia.

Os primeiros produtos comerciais provenientes de algas foram os polissacarídeos extraídos de macroalgas e utilizados como fonte de ficocolóides (ágar, carragenina e alginato). As microalgassó entraram no mercado para esse tipo de aplicação no final do século passado, quando a tecnologia de cultivo desse organismo unicelular foi desenvolvida.

Até a atualidade, diversas espécies de algas consideradas uma importante fonte natural de metabolitos secundários, como nutrientes funcionais e compostos bioativos, foram estudadas, tendo as suas atividades biológicas e os seus efeitos benéficos para a saúde despertado o interesse da classe científica. Os compostos bioativos existentes nesses organismos, com atividade antioxidantes e antibacteriana, também chamaram a atenção da indústria alimentícia, que passou a usá-los essencialmente como suplementos nutricionais para consumo humano, devido aos elevados teores de proteínas, polissacarídeos e conteúdo de vitaminas.

As inovações na indústria de alimentos, como a aplicação de novas abordagens científicas e técnicas na transformação de alimentos, permitiram a introdução de novos alimentos, onde as microalgas desempenham papel destacado, como macarrão, biscoitos, barra de cereais e outros produtos funcionais, que já utilizam a biomassa de microalgas.

Contudo, é importante ressaltar que a viabilidade das microalgas em produtos alimentícios é condicionada a fatores como a matriz alimentar, o tipo de processamento e interações com outras substâncias alimentares.

Atualmente, existem inúmeras aplicações comerciais de microalgas; podem ser usadas para produzir uma ampla gama de metabólitos, como proteínas, lipídios, carboidratos, carotenóides ou vitaminas para a saúde. Além disso, são cultivadas como fonte de moléculas altamente valiosas. Por exemplo, óleos de ácidos graxos poliinsaturados são adicionados a fórmulas infantis e suplementos nutricionais, e pigmentos são importantes como corantes naturais.

As microalgas possuem três atributos fundamentais que podem ser convertidos em vantagens técnicas e comerciais. São geneticamente um grupo muito diversificado de organismos com uma ampla gama de características fisiológicas e bioquímicas; assim, produzem naturalmente muitas gorduras, açúcares, compostos bioativos diferentes e incomuns. Podem incorporar de forma econômica os isótopos estáveis 13C, 15N e 2H em sua biomassa e, consequentemente, em vários compostos que produzem. Compreendem um grupo grande e inexplorado de organismos e, portanto, fornecem uma fonte virtualmente inexplorada de produtos.

Para a alimentação humana, as microalgas são uma rica fonte de carboidratos, proteínas, enzimas e fibras. Além disso, muitas vitaminas e minerais, como vitamina A, C, B1, B2, B6, niacina, iodo, potássio, ferro, magnésio e cálcio, são encontrados em abundância nas microalgas. Sendo uma fonte tão rica de nutrientes essenciais, são uma importante fonte de alimento.

As microalgas verdes têm sido usadas como suplemento nutricional ou fonte de alimento em países asiáticos há centenas de anos. Hoje em dia, são consumidas em todo o mundo pelo seu valor nutricional. Algumas das biotecnologicamente mais relevantes são as algas verdes (Chlorophyceae) Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis, Dunaliella salina e a Cyanobacteria Spirulina maxima, amplamente comercializadas e utilizadas principalmente como suplementos nutricionais para humanos e como aditivos na alimentação animal.

A Spirulina platensis, uma alga azul-esverdeada, está ganhando popularidade mundial como suplemento alimentar, sendo um dos alimentos mais nutritivos conhecidos pelo homem. Tem se mostrado uma excelente fonte de proteínas, ácidos graxos poliinsaturados, pigmentos, vitaminas e compostos fenólicos. Hoje, o principal uso da Spirulina é para a extração de ficocianina, um pigmento fotossintético azul.

Outra microalga utilizada como alimento é a alga verde Chlorella, que hoje em dia, assim como a Spirulina, é comercializada principalmente em lojas de produtos naturais. O principal produto econômico da Chlorella são os vários subprodutos usados em conservantes de frutas e vegetais.

O pigmento de microalga também tem uso comercial como corante alimentício natural. Algumas microalgas contêm quantidades substanciais de caroteno, especialmente betacaroteno, e outros tipos de coloração.

O betacaroteno é usado como corante alimentício principalmente no fornecimento da cor amarela à margarina, e como aditivo alimentar para realçar a cor da carne do peixe e da gema de ovos. É solúvel em gordura e possui propriedades físicas que o tornam superior ao corante sintético.

Além disso, estudos descobriram que o betacaroteno é eficaz no controle do colesterol e na redução dos riscos de doenças cardíacas.

O mercado potencial para corantes alimentícios derivados de microalgas é vasto, tendo a espécie Dunaliella salina como principal fonte do pigmento fotossintético betacaroteno.

As microalgas representam um reservatório muito grande e inexplorado de novos compostos, que podem ser uma fonte natural interessante para uso como ingredientes funcionais.

Além disso, graças a sua composição nutricional, principalmente ao seu elevado teor proteico, bem como a presença de compostos bioativos com propriedades funcionais que proporcionam benefícios acrescidos à saúde, as microalgas apresentam grandes oportunidades para o desenvolvimento de produtos inovadores e sustentáveis na indústria alimentícia.

É possível fornecer compostos bioativos à maioria da população se adicionados a alimentos que são amplamente aceitos ou consumidos regularmente. Embora a adição de peptídeos aos alimentos não tenha sido relatada até o momento, outros compostos derivados de microalgas e as células inteiras têm sido utilizados como ingredientes alimentares com diferentes finalidades. Estudos observaram efeitos positivos nas propriedades tecnofuncionais e antioxidantes de emulsões alimentícias quando certas espécies de microalgas foram incorporadas. Os géis são sugeridos como um veículo para fornecer compostos valiosos à base de microalgas.

Os produtos lácteos também podem ser incorporados com microalgas para fornecer compostos bioativos. Várias pesquisas observaram que certas espécies, como a Arthrospira spp., pode estimular o crescimento de bactérias probióticas desejadas em iogurtes e leite fermentado, aumentando a viabilidade dos probióticos. A disponibilidade de oligoelementos, vitaminas e outros compostos bioativos em pós de microalgas promove o desenvolvimento de bactérias desejadas. Estudos anteriores sugeriram uma sinergia entre microalgas e bactérias, onde as primeiras liberam exopolissacarídeos no meio que estimulam o crescimento bacteriano. Em pesquisas, a Chlorella foi incorporada com sucesso em iogurtes e queijos.

Biscoitos e bolachas também são categorias relevantes para fornecer ingredientes à base de microalgas. Os motivos incluem boa aceitação de sabor, versatilidade, consumo conveniente devido à facilidade de conservação e transporte, textura e aparência. Enquanto a Chlorella vulgaris foi incorporada em biscoitos como agente corante e também como potencial antioxidante e suplemento nutricional, a Isochrysis galbana foi adicionado para fornecer PUFAs ômega-3 com efeitos benéficos para a saúde humana. Extratos de ficocianina e A. platensis inteiros também foram incorporados para produzir biscoitos com potenciais benefícios à saúde e para aumentar o teor de proteínas e fibras.

Outros estudos aumentaram o potencial de benefícios nutricionais e de saúde dos biscoitos, ou seja, aumentando o teor de proteínas e antioxidantes, incorporando A. platensis, C. vulgaris, Tetraselmis suecica e Phaeodactylum tricornutum. A adição de Haematococcus pluvialis em biscoitos aumentou as capacidades antioxidantes e diminuiu a resposta glicêmica.

Assim como os biscoitos, o pão também é amplamente consumido. Algumas pesquisas relataram a incorporação de microalgas para melhorar as propriedades nutricionais. A Dunaliella é sugerida como suplemento proteico no pão de trigo branco; a Arthrospira e um extrato descolorido obtido dessa espécie também são sugeridos para aumentar o teor de proteína de pães.

Outras espécies de microalgas também podem ser incorporadas no pão. A adição de Arthrospira aumenta significativamente o teor de proteína e melhora a qualidade, devido a presença de alguns aminoácidos essenciais em comparação com o pão não suplementado. Benefícios semelhantes são observados quando é usada como ingrediente em lanches extrusados.

A massa alimentícia é outro produto amplamente aceito no mercado onde as microalgas são incorporadas para aumentar o conteúdo nutricional, fornecendo PUFAs ômega-3 e antioxidantes com potenciais benefícios à saúde.

As propriedades tecnofuncionais determinam a aplicabilidade dos aditivos em produtos alimentícios. Propriedades como capacidade de emulsificação, formação de espuma, gelificação, absorção de água e gordura são relatadas para algumas proteínas e hidrolisados de microalgas.

A incorporação de microalgas em emulsões permite uma redução na porcentagem de óleo, preservando sua estrutura com base na possibilidade das microalgas atuarem como mimético de gordura.

Quando incorporadas em sobremesas vegetarianascomo agentes corantes, a estrutura celular em microalgas protege os pigmentos da degradação térmica durante o processamento. As propriedades estruturais e reológicas dos géis também são melhoradas, embora essas propriedades dependam da espécie, principalmente determinadas por lipídios e proteínas de microalgas. As propriedades dos géis também estão relacionadas à formulação do gel e às mudanças no pH e composição derivadas do teor de sal nas microalgas.

Atualmente, o mercado de microalgas é dominado por Chlorella e Spirulina, principalmente devido ao seu alto teor de proteína, valor nutritivo e facilidade de cultivo. A biomassa dessas algas é comercializada na forma de comprimidos, cápsulas e líquidos que são utilizados como suplemento nutricional.




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