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A evolução dos óleos essenciais na indústria alimentícia

Os óleos essenciais têm sido utilizados ao longo da história para uma infinidade de aplicações. O ser humano extrai óleo de plantas aromáticas desde os primórdios da humanidade para diferentes e variadas finalidades. Os antigos egípcios usavam óleos essenciais na medicina, na perfumaria e na arte do embalsamento. Na Ásia antiga, os Vedas utilizavam os óleos essenciais aromáticos em perfumes e para propósitos litúrgicos e terapêuticos. Os fenícios, judeus, gregos, romanos e outras culturas situadas ao redor da bacia do Mediterrâneo, bem como os Maias e Astecas nas Américas, usavam óleos essenciais e fragrâncias para cerimônias religiosas, na produção de perfumes ou como agentes terapêuticos contra doenças infecciosas.

Após a queda do Império Romano e com o advento das civilizações cristã e muçulmana, a arte e a ciência de produzir fragrâncias foram levadas ao mundo árabe, onde alcançou um alto nível de sofisticação. Na Idade Média, esse conhecimento voltou à Europa através dos cruzados que retornavam da Terra Santa, sendo ainda mais desenvolvido pelos alquimistas, que procuraram criar o "elixir da vida", e pelos mosteiros, que usavam os óleos essenciais para obter vários medicamentos para tratamento de doenças ou para produzir derivados aromáticos para produção de perfumes.

Atualmente, o uso de óleos essenciais é extremamente diversificado. Na indústria alimentícia, se destacam como ingredientes de sabor em uma ampla variedade de alimentos e bebidas, bem como por suas propriedades antioxidantes e antimicrobianas utilizadas para extensão do prazo de validade dos produtos alimentícios.

Os óleos essenciais são uma mistura complexa de compostos naturais, compostos polares e não polares. Em geral, são constituídos por terpenos (monoterpenos e sesquiterpenos), compostos aromáticos (aldeído, álcool, fenol, derivado metoxi, etc.) e terpenóides (isoprenóides).

Os terpenos, cuja estrutura básica inclui cinco unidades baseadas em carbono, conhecidas como isoprenos, são a classe mais comum de compostos químicos encontrados nos óleos essenciais, sendo os principais tipos os sesquiterpenos e os monoterpenos; estes últimos são formados pela combinação de duas unidades básicas de dois isoprenos e atuam como compostos principais dos óleos essenciais, significativamente associados à formação de uma grande variedade de estruturas.

Os compostos aromáticos podem ser divididos em dois grupos principais, o dos hidrocarbonetos, que consistem em moléculas constituídas por átomos de hidrogênio e carbono dispostos em cadeias, podendo ser alifáticos, responsáveis pelo odor, devido a presença de grupos funcionais oxigenados, alcanos, cujos átomos são conectados por uma ligação simples entre dois átomos de carbono em suas estruturas, ou aromáticos, responsáveis pelo odor agradável; e o dos compostos oxigenados, que são a combinação de carbono, hidrogênio e oxigênio.

Os compostos oxigenados podem ser derivados de terpenos, sendo denominados de terpenóides. Alguns compostos oxigenados predominantes em óleos essenciais de plantas inclui fenóis (timol, eugenol, carvacrol e chavicol); álcool monoterpeno (borneol, isopulegol, lavanduol e α-terpineol) e álcool sesquiterpeno (elemol, nerolidol, santalol e α-santalol); aldeídos (citral, mirrenal, cuminaldeído, citronelal, cinamaldeído e benzaldeído); cetonas (carvona, mentona, pulegona, fenchona, cânfora, tujona e verbenona); ésteres (acetato de bomilo, acetato de linalilo, acetato de citronelilo e geranilo acetato); óxidos (1,8-cineol, óxido de bisabolona, óxido de linalol e óxido esclareol); lactonas (bergapteno, nepetalactona, psoraleno, aesculatina e citropteno); e éteres (1,8-cineol, anetol, elemicina e miristicina).

A atividade antibacteriana dos óleos essenciais está altamente associada à presença de seus constituintes principais, sendo o carvacrol, o eugenol e o timol os principais compostos ativos que

inibem efetivamente o crescimento de microrganismos, rompendo as membranas celulares e levando a alterações no fluxo de elétrons, força motriz dos prótons e transporte ativo e coagulação do conteúdo celular.

As bactérias Gram-positivas são as mais suscetíveis aos óleos essenciais, o que é atribuído ao fato de terem uma membrana externa rígida, rica em lipopolissacarídeos, e mais complexa, limitando a difusão de compostos hidrofóbicos. Os componentes bioativos presentes nos óleos essenciais podem se fixar na superfície da célula e, posteriormente, penetrar na bicamada fosfolipídica da membrana celular. A integridade estrutural da membrana celular é perturbada por seu acúmulo, prejudicando o metabolismo celular e causando morte celular.

Os óleos essenciais também possuem potencial antioxidante, dependente principalmente das suas composições químicas. Os metabólitos fenólicos e outros metabólitos secundários se conectam a ligações duplas, responsáveis pela sua substancial atividade antioxidante.

O timol e o carvacrol são os principais componentes que desempenham papel fundamental nas propriedades antioxidantes. Alguns álcoois, éteres, cetonas, aldeídos e monoterpenos, também desempenham papel fundamental nas propriedades antioxidantes dos óleos essenciais.

Muitos óleos essenciais possuem propriedades antioxidantes e antimicrobianas, mas suas aplicações como conservantes de alimentos exigem um bom conhecimento de suas propriedades, incluindo a sensibilidade dos microrganismos alvo, o modo de ação específico, sua potência antimicrobiana e o efeito dos componentes da matriz alimentar em suas propriedades antimicrobianas.

A aplicação de óleos essenciais em sistemas alimentares como inibidores naturais ou bioconservadores tem recebido crescente atenção, principalmente devido as preocupações dos consumidores com relação aos conservantes químicos.

Apesar do potencial demonstrado pelos óleos essenciais e seus constituintes, em muitos produtos alimentícios, os constituintes hidrofóbicos do óleo essencial são prejudicados pelas interações com os componentes da matriz alimentar, como gordura, amido e proteínas. Altas concentrações de gorduras e/ou proteínas nos alimentos podem fornecer uma camada protetora às bactérias e absorver os óleos essenciais, diminuindo a sua concentração e eficácia na fase aquosa; por outro lado, altos níveis de água e/ou sal podem facilitar a ação dos óleos essenciais.

A potência antimicrobiana dos constituintes do óleo essencial também depende do pH, temperatura e do nível de contaminação microbiana. Diferentes estudos relataram níveis mais altos de bioatividade em pH ácido, uma vez que os óleos essenciais de baixo pH se comportam de maneira mais hidrofóbica e penetram mais facilmente nas células.

O aroma intenso dos óleos essenciais, mesmo em baixas concentrações, pode causar efeitos organolépticos negativos que excedem o limiar aceitável para os consumidores. Aumentar a concentração de óleos essenciais para compensar suas interações com os componentes da matriz alimentar limita sua aplicação a alimentos condimentados, onde o limiar sensorial aceitável é relativamente alto. Uma opção para contornar esse problema é usar óleos essenciais em embalagens ativas e não como ingrediente do próprio produto.

Os óleos essenciais podem ser encapsulados em polímeros de revestimentos ou saches comestíveis e biodegradáveis que fornecem uma liberação lenta para a superfície dos alimentos ou para o espaço livre de embalagens de frutas, carnes e peixes, por exemplo. A vantagem de incorporar componentes voláteis de óleos essenciais em filmes ou revestimentos comestíveis é que a taxa dos agentes de difusão do produto alimentício pode ser reduzida, mantendo, assim, os compostos ativos no espaço livre ou na superfície do produto por longos períodos de tempo. Uma maneira de minimizar os efeitos organolépticos dos óleos essenciais adicionados à matriz de um produto alimentício é encapsular os óleos essenciais em nano emulsões. Essa abordagem aumenta a estabilidade dos componentes voláteis, protegendo-os da interação com a matriz alimentar e aumenta a atividade antimicrobiana devido ao aumento da captação celular passiva.

A redução da concentração de óleos essenciais sem comprometer sua atividade antimicrobiana também pode ser obtida aplicando-os em combinação com outros compostos antimicrobianos que proporcionam efeito sinérgico. A sinergia obtida pela combinação de óleos essenciais é um campo com inúmeras oportunidades para encontrar misturas antimicrobianas potentes, que podem ser a chave para a implementação de óleos essenciais na preservação de alimentos sem efeitos organolépticos simultâneos.

A interação entre antimicrobianos em uma combinação pode ter três resultados diferentes: sinérgico, aditivo ou antagônico. A sinergia ocorre quando uma mistura de dois compostos antimicrobianos possui atividade antimicrobiana maior do que a soma dos componentes individuais. Um efeito aditivo é obtido quando a combinação de antimicrobianos tem efeito combinado igual à soma dos compostos individuais. O antagonismo ocorre quando uma mistura de compostos antimicrobianos tem efeito combinado menor do que quando aplicado separadamente.

A atividade antimicrobiana de um determinado óleo essencial pode estar relacionada a apenas um ou dois dos principais constituintes que compõem o óleo. No entanto, a atividade inerente dos óleos essenciais pode não depender exclusivamente da proporção na qual os principais constituintes ativos estão presentes, mas também de interações entre esses e constituintes menores nos óleos. Várias atividades antimicrobianas sinérgicas foram relatadas para constituintes ou frações de óleos essenciais quando testadas em combinações binárias ou ternárias, como por exemplo, a combinação binária sinérgica entre carvacrol e timol contra L. innocua, e a combinação ternária ativa entre carvacrol, timol e eugenol.

Quatro mecanismos teóricos de interações antimicrobianas produzem sinergia, sendo eles: inibição sequencial de várias etapas de uma determinada rota bioquímica;) inibição de enzimas que degradam antimicrobianos excretados; interação de vários antimicrobianos com a parede celular; ou interação com a parede ou membrana celular que leva ao aumento da captação de outros antimicrobianos.

Misturas sinérgicas de interesse comercial devem ser avaliadas sob as condições ambientais relevantes que refletem as matrizes alimentares às quais devem ser aplicadas, pois as interações com os ingredientes da matriz alimentar podem diminuir sua atividade.

Os principais óleos essenciais disponíveis são o de citrus, laranja, limão, erva-doce, hortelã, cominho, cravo, gengibre, alecrim, orégano e salsa.

Márcia Fani

Editora




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