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Goma Guar - Combinação única de propriedades

O universo das gomas é vasto e particular, sendo que cada uma possui características e funcionalidades próprias, mas todas possuem como característica principal a capacidade de agir como emulsionante, impedindo a separação das misturas de óleo e água, além de fornecem estabilidade, propriedades de espessamento e textura para uma variedade de produtos.

A goma guar é um ingrediente alimentício obtido principalmente a partir do endosperma moído dos grãos de guar. Bioquimicamente, é um polissacarídeo de carboidrato coletado dos açúcares galactose e manose. Como aditivo alimentício, emulsifica, liga a água, evita a formação de cristais de gelo em produtos congelados, hidrata, engrossa, estabiliza e suspende muitos sistemas líquido-sólido. É usada em sorvetes, molhos, misturas para bolos, pastas de queijo e sucos de frutas, geralmente em uma quantidade menor do que 1% do peso do alimento.

A goma guar consiste principalmente em polissacarídeos de alto peso molecular de galactomananos, que são cadeias lineares de unidades β-D-manopiranosil ligadas (1 → 4) com resíduos de α-D-galactopiranosil ligados (1 → 6) como cadeias laterais. Esses grupos galactose e manose constituem a porção galactomanana do endosperma da semente.

O guar é um polissacarídeo com um dos maiores pesos moleculares de todos os polímeros solúveis em água que ocorrem naturalmente. O efeito viscosificante das preparações comerciais de goma guar pode variar enormemente dependendo do peso molecular do galactomanano. As primeiras publicações relataram que o peso molecular médio da goma guar varia dependendo do método usado, mas normalmente se encontra na faixa de 0,25 a 5,0 milhões.

As propriedades biológicas do galactomanano de guar e de outros polissacarídeos dependem do seu comportamento em meio aquoso. A goma guar incha e/ou se dissolve em solvente polar na dispersão e forma fortes ligações de hidrogênio. Em solventes apolares, forma apenas ligações fracas de hidrogênio. A taxa de dissolução da goma guar e o desenvolvimento da viscosidade geralmente aumentam com a diminuição do tamanho das partículas, diminuição do pH e aumento da temperatura. As taxas de hidratação são reduzidas na presença de sais dissolvidos e outros agentes de ligação à água, como a sacarose.

Em soluções aquosas, a goma guar apresenta comportamento pseudoplástico ou de redução de cisalhamento, o que significa redução da viscosidade com o aumento da taxa de cisalhamento, conforme mostrado por muitos polímeros de alto peso molecular. Esse comportamento de diluição por cisalhamento da solução aquosa na goma guar aumenta com a concentração do polímero e o peso molecular. As soluções aquosas de goma guar também não apresentam propriedades de limite de elasticidade.

A característica mais significativa da goma guar é a sua capacidade de hidratar rapidamente em sistemas de água fria para fornecer soluções altamente viscosas. A goma guar forma uma dispersão coloidal viscosa quando completamente hidratada, ou seja, um sistema reológico tixotrópico. Soluções diluídas com concentração inferior a 1% de goma guar são menos tixotrópicas do que soluções com concentração de 1% ou superior. Assim como as outras gomas, a viscosidade da goma guar depende do tempo, temperatura, concentração, pH, força iônica e tipo de agitação.

A taxa de hidratação da goma guar é variável. A hidratação de cerca de duas horas é necessária em aplicações práticas para atingir a viscosidade máxima. A taxa de hidratação é muito dependente do tamanho da partícula do pó de goma guar. Consequentemente, para uma rápida viscosidade inicial, gomas guar de malha muito fina estão disponíveis. No entanto, um intervalo de tempo considerável ainda é desejado para que a hidratação e a viscosidade máximas sejam alcançadas.

A atividade de ligação de hidrogênio da goma guar se deve a presença do grupo hidroxila na sua molécula. A goma guar apresenta ligações de hidrogênio com material celulósico e minerais hidratados. A ligeira adição de goma guar, há alteração marcante nas propriedades eletrocinéticas de qualquer tipo de sistema. A substituição de grupos hidroxila na goma guar por hidroxipropila causa impedimento estérico, que diminui a estabilidade das ligações de hidrogênio.

A viscosidade e a taxa de hidratação da goma guar não permanecem constantes, mudando de acordo com condições como temperatura, pH, soluto, concentração, etc.

A temperatura é o fator mais significativo que afeta a taxa de hidratação e a viscosidade máxima. As soluções de guar atingem a viscosidade máxima muito mais rápido quando preparadas em temperaturas mais altas do que aquelas em temperaturas mais baixas. Contudo, o calor prolongado também é considerado como tendo efeito degradativo. Na maioria dos casos, as soluções de goma guar preparadas por aquecimento apresentam viscosidade final inferior do que as mesmas soluções preparadas com água fria e que podem ser hidratadas lentamente. A faixa de temperatura de 25°C a 40°C é desejável para viscosidades máximas de dispersão de goma guar. A viscosidade da solução de guar a 0,5% (p / p), em 25°C, é significativamente maior do que a de 37°C.

A solução de goma guar apresenta viscosidade muito alta mesmo em concentrações muito baixas. Na maioria das aplicações em alimentos, é recomendado concentrações abaixo de 1%. As viscosidades da solução de goma guar aumentam proporcionalmente com os aumentos na concentração da goma guar, o que se deve à interação da cadeia lateral da galactose da molécula de guar com a molécula de água. O aumento na concentração da goma guar aumenta a interação da cadeia intermolecular ou o emaranhamento, que leva ao aumento da viscosidade. Ao dobrar a concentração, a goma guar mostra aumento de 10 vezes na viscosidade. Com concentração de até 0,5%, as soluções de goma guar se comportam como um sistema newtoniano, enquanto acima desse nível de concentração, as soluções de guar se comportam como sistemas não newtonianos e tixotrópicos. As viscosidades de diferentes concentrações de goma guar em temperatura constante reduzem com o aumento da taxa de cisalhamento.

As soluções de goma guar são estáveis em uma ampla faixa de pH, de 1,0 a 10,5. Isso se deve ao seu comportamento não iônico e sem carga. A viscosidade final da goma guar não é afetada pelo pH, mas a taxa de hidratação mostra variação com qualquer mudança no pH. A hidratação mais rápida é alcançada em pH 8 a 9, porém a taxa de hidratação mais lenta ocorre em pH acima de 10 e abaixo de 4.

O açúcar compete com a molécula de goma guar pela água disponível na solução, portanto, a presença de açúcar na solução de goma guar causa atraso na hidratação das suas moléculas. A viscosidade da solução de guar com açúcar diminui gradualmente e é inversamente proporcional à concentração de açúcar. Adoçantes como aspartame, acessulfame-k, ciclamato e neotame não afetam significativamente a viscosidade intrínseca das soluções de goma guar.

O sal é o ingrediente mais amplamente usado em alimentos, além da água, e seu efeito na goma guar foi amplamente estudado. As soluções de goma guar em salmoura comportam-se da mesma forma que em água. A taxa de hidratação não é influenciada pelo sal; entretanto, a presença de cloreto de sódio aumenta ligeiramente a viscosidade final da goma guar totalmente hidratada. O tampão fisiológico, ou seja, o bicarbonato de Krebs diminui a viscosidade da solução de goma guar a 0,25%, em comparação com a goma guar apenas em água. Os sais restringem a hidratação da solução de goma guar e aumentam a viscosidade da solução a 0,5%. A presença de sais pode ajudar nas interações intermoleculares devido a mudança na densidade de carga e conformação da goma.

Na indústria de alimentos, a goma guar é usada como aditivo em vários produtos alimentícios como estabilizante, fonte de fibra e para alterar o comportamento da água presente como componente comum em diversos alimentos, sendo apreciada por ser um aditivo econômico e natural. É usada em bebidas para espessar e controlar a viscosidade. Sua propriedade mais importante é a resistência à degradação em condições de baixo pH presentes nas bebidas. É solúvel em água fria, o que a torna fácil de usar em fábricas de processamento de bebidas. Além disso, melhora a vida útil das bebidas.

Em queijos processados, a sinérese é um problema de grande preocupação. A goma guar evita a sinérese ou escorrimento pelo manejo da fase aquosa e, portanto, também melhora a textura e o corpo do produto. Nos queijos macios aumenta o rendimento dos sólidos da coalhada e dá uma curva mais macia com o soro separado. O queijo com baixo teor de gordura pode ser produzido com a adição de goma guar (na concentração de 0,0025% a 0,01% p/v), sem alterar a reologia e a textura, em comparação com o queijo gorduroso. O uso de goma guar em queijos processados é permitido até 3% do peso total.

O principal objetivo do uso da goma guar em produtos congelados é a estabilização. A goma guar desempenha papel importante na estabilização de sorvetes devido as suas propriedades de aglutinação de água. Seu uso em processos de alta temperatura e curto tempo (HTST) é muito favorável, porque tais processos requerem hidrocolóides que possam hidratar totalmente em um curto tempo de processamento. A goma de guar deve ser usada na mistura de sorvete em um nível de concentração de 0,3%. Também pode ser usada em combinação com carragenina em um sistema misto de guar-carragenina desenvolvido para o processo HTST. Além disso, o desempenho da goma guar pode ser melhorado quando usada em combinação com outros estabilizantes.

Em sorvetes, a goma guar melhora o corpo, a textura, a mastigação e a resistência ao choque térmico. Quando parcialmente hidrolisada (no nível de concentração de 2% a 6%), diminui a sinérese e melhora as propriedades texturais e reológicas do iogurte desnatado, comparável ao iogurte integral.

A goma guar tem grande capacidade de retenção de água, tanto em água quente quanto fria. Portanto, é muito eficazmente usada como aglutinante e lubrificante na fabricação de embutidos e produtos de carne recheada. Desempenha funções específicas em produtos cárneos processados,como controle de sinérese, prevenção da migração de gordura durante o armazenamento, controle da viscosidade da fase líquida durante o processamento e resfriamento e controle do acúmulo de água durante o armazenamento. A goma guar também aumenta a estabilidade do creme e controla a reologia da emulsão preparada com gema de ovo.

Em produtos de confeitaria, a adição de goma guar na massa de bolos e biscoitos melhora a usinabilidade da massa, que é facilmente removida do molde e pode ser facilmente fatiada, sem esfarelar. Com 1% de adição de massa em donuts, proporciona propriedades desejáveis de ligação e formação de filme, que diminuem a penetração de gorduras e óleos. Em combinação com o amido, a goma guar é considerada eficaz na prevenção da desidratação, encolhimento e quebra de recheios de tortas congeladas. Na massa de pão de trigo, sua adição resulta em aumento significativo no volume do pão no cozimento.

Em molhos e molhos para salada, a dispersibilidade da goma guar em água fria e compatibilidade com emulsões altamente ácidas permitem que seja usada como espessante em cerca de 0,2% a 0,8% do peso total. Em molhos para salada, atua como estabilizante da emulsão, aumentando a viscosidade da fase aquosa e, portanto, diminuindo a taxa de separação das fases aquosa e oleosa.

A goma guar aumenta a consistência do ketchup de tomate mais proeminentemente do que outros hidrocolóides, como carboximetilcelulose, alginato de sódio, goma de acácia e pectina. Com a adição de goma guar, a perda de soro e os valores de fluxo do ketchup de tomate diminuem. Também é considerada útil como espessante em substituição a goma tragacanto em molhos de picles e condimentos.

Os níveis de uso permitidos e limitações em vários produtos são cobertos pelo Título 21 CFR 184.1339, afirmando pelo status Geralmente Reconhecido como Seguro (GRAS - Generally Recognized as Safe).

Márcia Fani

Editora




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