O mercado global de emulsificante está projetado para atingir 2,3 milhões de toneladas em 2015, impulsionado pelo uso de emulsificantes em alimentos e bebidas, e pelo uso crescente em produtos de cuidados pessoais. Os avanços tecnológicos na indústria de processamento de alimentos deverão impulsionar o crescimento do mercado nos próximos anos.

Emulsificantes: pequena revisão da teoria

Todos os emulsificantes apresentam uma característica comum, que é o fato de serem moléculas ambifílicas (veja Figura 1), ou seja, a mesma molécula possui uma porção polar, solúvel em água, também chamada de porção hidrofílica, e uma porção apolar, insolúvel em água, também chamada de lipofílica ou hidrofóbica.

FIGURA 1 - CARACTERÍSTICA AMFIFÍLICA DO EMULSIFICANTE ( VEJA NO PDF ABAIXO )

Tais sistemas possuem uma estabilidade mínima, a qual pode ser aumentada por aditivos surfactantes, sólidos finamente divididos, etc., que atuam reduzindo a tensão interfacial, diminuindo a energia na superfície entre as duas fases e prevenindo a coalescência das partículas através da formação de barreiras estéricas e eletrostáticas. Exemplos de alimentos processados, que são emulsões, incluem creme de leite, manteiga, margarina, maionese, molhos para salada, salsicha, lingüiça, sorvetes, bolos, chocolate, recheios e produtos instantâneos. O leite e a gema de ovo são considerados emulsões naturais. Outras aplicações para os emulsificantes incluem melhorar a textura e vida de prateleira de produtos contento amido, pela formação de 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.

Segundo a legislação vigente (Portaria nº 540 de 1997), emulsionante/emulsificante é a substância que torna possível a formação ou manutenção de uma mistura uniforme de duas ou mais fases imiscíveis no alimento.

Estabilizante é a substância que torna possível a manutenção de uma dispersão uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento. Portanto, todo emulsificante é um estabilizante, mas nem todo estabilizante é um emulsificante.

Os emulsificantes são classificados de acordo com a distribuição de suas fases. A Figura 2 demonstra graficamente as fases da emulsão.

FIGURA 2 - FASES DA EMULSÃO ( VEJA NO PDF ABAIXO )

Os emulsificantes possuem um grupo terminal polar que age mutuamente com as moléculas de água e um grupo hidrofóbico que interage com a fase lipídica. A porção hidrofóbica da molécula é geralmente uma cadeia alquila longa, enquanto a hidrofílica consiste em um grupo dissociável ou grupos hidroxilados. Além de reduzirem a tensão superficial como agentes estabilizantes para emulsão, espuma e suspensão, os emulsificantes são importantes modificadores da textura (interação com amido e proteína), resultando em modificações das propriedades físicas do alimento.

Os alimentos (industrializados ou não) necessitam de emulsificantes, visto que, além da água, contêm três outros componentes principais: proteína, carboidrato e gordura. Todos os organismos vivos possuem seu próprio sistema emulsificante. Alguns são extraídos (naturais) para uso em alimentos industrializados, outros imitam o emulsificante natural.

Os emulsificantes para alimentos são ésteres de ácidos parciais de ácidos graxos de origem animal ou vegetal e álcoois polivalentes, como glicerol, propileno glicol, sorbitol, sacarose, etc. Podem ser adicionalmente esterificados com ácidos orgânicos, como acido lático, tartárico, succínico, cítrico, etc.

Os emulsificantes pertencem à classe de compostos caracterizados por sua natureza anfifílica, apresentado, em sua estrutura química, segmentos hidrofóbicos e hidrofílicos, espacialmente separados. Em função dessas características, os emulsificantes reduzem a tensão superficial na interface das fases imiscíveis, permitindo, portanto, que elas se misturem, formando a emulsão.

São diferenciados também pela carga. Sendo os emulsificantes iônicos, responsáveis por estabilizarem emulsões do tipo óleo/água. Na interface, os grupos alquila interagem com as gotículas de óleo, enquanto os grupos finais carregados se projetam para a fase aquosa. O envolvimento de íons contrários forma uma camada dupla, que previne a agregação das gotículas do óleo (veja Figura 3).

FIGURA 3 – ATIVIDADE DO EMULSIFICANTE IÔNICO (EMULSÃO O/A) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

Os emulsificantes não iônicos são orientados na superfície das gotículas do óleo com a proporção polar projetada para a fase aquosa (veja Figura 4).

FIGURA 4 - ATIVIDADE DO EMULSIFICANTE NÃO-IÔNICO (EMULSÃO A/O) ( VEJA NO PDF ABAIXO )

A coalescência das gotículas de água na emulsão água/óleo primeiramente requer que as moléculas de água rompam as camadas duplas da região hidrofóbica da molécula do emulsificante. E isso somente é possível quando suficiente energia é aplicada para romper as interações hidrofóbicas do emulsificante. O aumento da temperatura afeta negativamente a estabilidade da emulsão, o que é feito quando se quer destruí-la, conjuntamente com a agitação. Uma outra forma de diminuir a estabilidade da emulsão seria adicionar-lhe íons, pois estes lhe provocam o colapso da camada eletrostática dupla, ou a hidrólise, para destruir o emulsificante.

A indústria de alimentos é considerada a maior consumidora de emulsificantes. O Quadro 1 apresenta alguns exemplos de utilização de emulsificantes.

QUADRO 1 - EXEMPLOS DA UTILIZAÇÃO DE EMULSIFICANTES EM ALIMENTOS INDUSTRIALIZADO ( VEJA NO PDF ABAIXO )

Em 1949, Griffin introduziu o método do balanço hidrofílico-lipofílico (BHL) para a escolha de um tensoativo capaz de preparar uma emulsão do tipo desejado, ou seja, A/O ou O/A. Assim, a solubilidade de todo agente tensoativo se caracteriza por seu balanço hidrófilo-lipofílico (BHL). Este índice, baseado em considerações semi-empíricas, permite estimar a hidrofilidade do agente emulsificante, em consideração às proporções relativas às partes hidro- e lipofílicas. O cálculo do BHL é feito da seguinte maneira:

BHL = 20 x Mh/M

onde Mh é a massa molecular da porção hidrofílica da molécula e M é a massa molecular da molécula inteira, dando um resultado em uma escala arbitrária de 0 a 20. Um valor de 0 corresponde a uma molécula totalmente hidrofóbica enquanto que um valor de 20 corresponde a uma molécula feita integralmente de componentes hidrofílicos.

Apesar de sua natureza empírica, ele nos dá sugestões diretas para a escolha, na prática, de um emulsificante ótimo. Quando uma molécula predomina o caráter lipofílico, a substância exibe uma maior afinidade com os compostos apolares, sendo visível sua solubilidade nestes. Quando o grupo hidrófilo da molécula é maior, sua solubilidade é maior em solventes polares.

Para a seleção do emulsificante adequado para determinado produto, pode-se usar como base a classificação segundo a solubilidade da fase contínua: ( VEJA NO PDF ABAIXO )

Os principais emulsificantes para alimentos

Com exceção da lecitina, que é um fosfolipídio, todos os emulsificantes são ésteres parciais de ácidos graxos de origem animal ou vegetal e álcoois polivalentes, como glicerol, propileno glicol, sorbitol, sacarose etc. Estes podem ser adicionalmente esterificados com ácidos orgânicos, como ácido lático, tartárico, succínico, cítrico, etc.

A preparação do emulsificante consiste na interesterificação do triglicerídeo com excesso de glicerol em meio alcalino, resultando em uma mistura de monoglicerídeos (45%), diglicerídeos (45%) e triglicerídeos (10%). Para a obtenção de altas concentrações de monoglicerídeo, a destilação molecular é utilizada, obtendo-se no mínimo 90% de monoglicerídeo. ( VEJA NO PDF ABAIXO )

Derivados de monoglicerídeos: as propriedades de um monoglicerídeo podem modificar-se introduzindo grupos funcionais ligados por um éster ao esqueleto do glicerol. A succinilação dos monoglicerídeos com anidrido succínico da lugar a um produto aniônico. Esta alteração é um balanço hidrofílico/lipofílico de uma molécula que troca sua solubilidade em água e suas propriedades funcionais.

Lecitina: é utilizada como um emulsificante natural pela indústria de alimentos. Tecnicamente pode ser obtida da gema do ovo e de diversas fontes de óleos vegetais. A fonte mais comum é a soja (com percentual de 2% a 3% de lecitina) em virtude de sua disponibilidade e propriedades emulsificantes. A lecitina é formada por uma mescla de fosfolipídios (50%), triglicerídeos (35%) e glicolipídios (10%), carboidratos, pigmentos, carotenóides e outros microcompostos. As propriedades tensoativas da lecitina são provenientes da estrutura molecular dos fosfolipídios, componentes ativos da lecitina. Estes são formados por uma porção hidrofóbica e uma porção hidrofílica. Os fosfolipídios são constituídos de três componentes em proporções quase iguais: fosfatidilcolina (PC) com propriedades emulsificantes do tipo O/A, fosfatidiletanolamina (PE), e fosfatidiletanosinol (PI), com propriedades emulsificantes do tipo A/O. Portanto, este antagonismo faz com que a mescla tenha propriedades emulsificantes relativamente limitadas. Na obtenção de emulsões mais estáveis, a lecitina deve ser utilizada em combinação com outros emulsificantes, ou ainda modificada química ou enzimaticamente. Os princípios químicos da modificação da lecitina, baseiam-se na remoção ou transformação da fosfatidiletanolamina: O fracionamento alcoólico é baseado na diferença de solubilidade. É possível obter lecitinas de diferentes composições em fosfolipídios e BHL. A fosfatidiletanolamina é mais solúvel em álcool, portanto com etanol 90% é possível concentrar a PE e obter um produto com melhor propriedade emulsificante o/a (BHL = 14-15). É possível igualmente, promover hidrólise enzimática, através da enzima fosfolipase A2, produzindo um produto final mais hidrofílico que apresenta grande poder emulsificante para emulsão do tipo O/A.

A lecitina tem sido aplicada em alimentos devido às suas propriedades emulsificantes e também relacionadas à molhabilidade e dispersibilidade. Nos chocolates melhora as propriedades de fluidez, diminui a viscosidade da massa, reduz a quantidade de manteiga de cacau, potencializa efeitos sinérgicos com poliglicerol poliricinolato (PGPR), e reduz o fat-bloom. Em biscoitos atua como emulsificante em produtos como crackers, biscoitos semiduros, etc.; ajuda a reduzir o tempo de mistura, reduz o tempo de shortening, melhora o processamento de biscoitos moldados, reduz quebras e trincas, aumenta o prazo de validade devido a propriedades antioxidantes. Em margarinas, combinada com outros emulsificantes, a lecitina contribui para a estabilização A/O, evitando que espirrem durante a fritura, e também atua como antioxidante. Em produtos instantâneos, refrescos, leite em pó, cacau em pó, suplementos alimentares, sopas, etc., é típica a aplicação da lecitina via pulverização. As suas propriedades de molhabilidade diminui a tensão superficial, ajudando para que o produto entre em solução rapidamente, e de dispersibilidade, que reflete a velocidade com que o produto irá se dispersar em água sob agitação, viabilizam a instantaneidade dos produtos.

Derivados de ácidos graxos e alcoóis (sacaroésteres e sacaroglicerídios, éster de propileno glicol, esteroil lactilato e éster de sorbitana)

Os sacaroésteres são obtidos de ácidos graxos por esterificação direta com sacarose ou com os ésteres metílicos dos ácidos graxos. Os sacaroglicerídios são misturas constituídas de mono-diglicerídeos e sacaroésteres. Estas misturas são relativamente hidrófilas, fáceis de dissolver em água, seu sabor é menos pronunciado que o dos monoglicerídeos e são facilmente hidrolisados pelo calor. Porém devido a inconvenientes, como toxicidade, quanto ao uso de solvente na produção dos sacaroglicerídios, estes emulsificantes são pouco empregados em produtos alimentícios.

O éster de propileno glicol é obtido a partir da polimerização do glicerol com posterior esterificação direta com ácido graxo. Trata-se de moléculas menos hidrófilas que os monoglicerídeos de ácidos graxos. Sua aplicação pode realizar-se na indústria de margarina, onde são utilizados muitas vezes como emulsificantes e como antisalpicantes.

O esteroil lactilato é obtido através da reação dos ácidos graxos e láctico e de uma fonte de sódio e cálcio. Em virtude de sua capacidade de complexar com amido e proteínas é muito utilizado na indústria de panificação e amido.

O éster de sorbitana é obtido pela esterificação de ácidos graxos com sorbitol desidratado. Os ésteres de sorbitana podem reagir com óxido de etileno, obtendo-se assim um produto propriedades hidrofílicas muito interessantes. É utilizado para estabilizar emulsões do tipo O/A.

Emulsificantes naturais: um mercado em expansão

O mercado de emulsificantes naturais é dominado pela lecitina, o que representa uma variedade de fontes, formatos e funcionalidades. Tecnicamente pode ser obtida da gema do ovo e de diversas fontes de óleos vegetais. A fonte mais comum é a soja (com percentual de 2% a 3% de lecitina) em virtude de sua disponibilidade e propriedades emulsificantes.

Estima-se que 95% da lecitina seja produzida comercialmente a partir da soja. Outras fontes comerciais incluem o óleo de palma, o óleo de canola e o óleo de girassol, bem como leite e ovos.

A lecitina é formada por uma mescla de fosfolipídios (50%), triglicerídeos (35%) e glicolipídios (10%), carboidratos, pigmentos, carotenóides e outros microcompostos. As propriedades tensoativas da lecitina são provenientes da estrutura molecular dos fosfolipídios, componentes ativos da lecitina. Estes são formados por uma porção hidrofóbica e uma porção hidrofílica.

Os fosfolipídios são constituídos de três componentes em proporções quase iguais: fosfatidilcolina (PC) com propriedades emulsificantes do tipo O/A, fosfatidiletanolamina (PE), e fosfatidiletanosinol (PI), com propriedades emulsificantes do tipo A/O. Portanto este antagonismo faz com que a mescla tenha propriedades emulsificantes relativamente limitadas. Na obtenção de emulsões mais estáveis, a lecitina deve ser utilizada em combinação com outros emulsificantes, ou ainda modificada química ou enzimaticamente.

Os princípios químicos da modificação da lecitina, baseiam-se na remoção ou transformação da fosfatidiletanolamina: O fracionamento alcoólico é baseado na diferença de solubilidade. É possível obter lecitinas de diferentes composições em fosfolipídios e BHL. A fosfatidiletanolamina é mais solúvel em álcool, portanto com etanol 90% é possível concentrar a PE e obter um produto com melhor propriedade emulsificante o/a (BHL = 14-15).

A lecitina tem sido aplicada em alimentos devido às suas propriedades emulsificantes e também relacionadas à molhabilidade, e dispersibilidade. Muitos emulsificantes sintéticos têm sido desenvolvidos ao longo dos anos, mas a lecitina permanece em uso pela simples razão de que, em muitos casos, funciona melhor do que outras alternativas. Uma das principais aplicações da lecitina é na margarina, onde é comumente usada como um co-emulsificante com lecitinas sintéticas, evitando os salpicos durante a fritura. A lecitina é útil também nos spreads de gordura reduzida, ajudando no desenvolvimento do sabor.

O mercado de emulsificantes: uma visão global

O mercado de emulsificante sofreu um revés nos últimos anos, quando o volume de vendas de alimentos, bebidas e de produtos para cuidados pessoais diminuiu drasticamente devido à queda nas despesas de consumo em diferentes categorias de produtos, em meio à desaceleração econômica. Os produtores de emulsificantes deram ênfase à substituição e reformulação de produtos, devido a orçamentos mais apertados e aumento da concorrência. Com margens comprimidas e elevados custos das matérias-primas, a indústria continua a enfrentar desafios decorrentes da globalização, da consolidação da base de clientes e das pressões ambientais. Devido às preocupações financeiras dos consumidores e conseqüentes reduções dos gastos, os fabricantes suspenderam o desenvolvimento e lançamento de novos produtos. No entanto, iniciativas em pesquisa e desenvolvimento continuam baseadas na expectativa de recuperação do mercado.

Análises internacionais do mercado mostram que a Europa, a área Ásia-Pacífico e os Estados Unidos detêm a parte do leão do mercado global de emulsificantes. Nos próximos anos, é a região Ásia-Pacífico que deverá apresentar a maior taxa de crescimento anual, com CAGR (Compound Annual Growth Rate), de 8,0%.

Além da crescente demanda no setor de alimentos, bebidas e produtos para cuidados pessoais, os emulsificantes estão encontrando mercado também na forma de microemulsão no setor farmacêutico. No entanto, acredita-se que seja a demanda por produtos de maior valor agregado e a consolidação na indústria de aditivos alimentícios que serão os principais responsáveis por criar novos desafios para o mercado de emulsificantes alimentícios. Assim, os avanços tecnológicos na indústria de processamento de alimentos deverão impulsionar o crescimento do mercado nos próximos anos.

Uma tendência que deve contribuir para o crescimento do mercado de emulsificantes é a redução do teor de gordura nos alimentos. A redução de gordura é uma das principais alternativas que os fabricantes estão utilizando para tornar os seus produtos mais atraentes para os consumidores que buscam alimentos saudáveis. No entanto, a redução de sal e açúcar gera um problema para os formuladores, já que a gordura reduzida pode prejudicar o sabor.

De acordo com um recente estudo, é justamente esse fator que deve permitir aos emulsificantes ampliarem sua área de aplicação. Anteriormente, a principal aplicação dos emulsificantes era na estabilização de uma emulsão; atualmente, eles também podem ser usados para melhorar as características sensoriais dos alimentos. Segundo o estudo, como os emulsionantes superam os problemas de estabilidade, viscosidade e propriedades organolépticas causados pela redução de gordura, estão cada vez mais sendo usados como substitutos de gordura, o que tem aumentado o consumo de emulsificantes, impulsionando o crescimento do mercado.

Outra inovação são os emulsificantes de alta resistência. O crescimento do setor de conveniência é um dos fatores mais significativos que tem incentivado os fabricantes de emulsificantes em inovar continuamente. Atualmente, o setor de alimentos de conveniência está testemunhando um crescimento significativo, devido à vida agitada, mudanças no padrão alimentar regular e desenvolvimento em técnicas modernas de processamento. Os alimentos congelados, produtos lácteos refrigerados, sobremesas, pizzas e alimentos prontos para consumo, são produtos que estão experimentando um crescimento elevado. Na Europa Ocidental, por exemplo, o valor das vendas de alimentos embalados tem apresentado um crescimento de cerca de 63%. Isso tem impulsionado o crescimento de emulsificantes, quanto mais processados ou industrializados torna-se um produto alimentício, mais emulsificantes são usados para produzi-lo. Os emulsificantes proporcionam a estabilidade necessária, a superioridade organoléptica, o realce, o volume e a extensão da vida de prateleira.

A maioria dos produtos que utilizam emulsificantes são produtos de nicho, com uma posição privilegiada no mercado. Os alimentos funcionais, como pães enriquecidos, produtos de confeitaria de baixa caloria e baixo teor de gordura são alguns exemplos dessa categoria. Atualmente, a demanda por esses produtos está aumentando na sequência da evolução da saúde do consumidor e afluência crescente de consumidores. Os emulsificantes especiais são usados em produtos premium, o que permite a seus fabricantes obterem melhores negócios com relação a preço e, portanto, aumento da margem de lucro. Assim, surgiram os emulsificantes que reduzem custos. Os preços das commodities estimularam os fabricantes de emulsificantes a desenvolverem produtos que melhoram a redução do custo de produção, diminuindo o uso de tais mercadorias. Grãos e óleos vegetais são exemplos de produtos que sofreram um aumento crescente nos preços. Existem emulsificantes que visam reduzir o uso de trigo e óleos vegetais, reduzindo assim o custo. Existem emulsificantes que reduzem o custo por trabalhar de forma eficiente em doses pequenas. Esses emulsificantes são usados em uma ampla gama de aplicações em panificação.

A indústria mundial de alimentos, de forma global, também procura por emulsificantes multifuncionais, ou seja, que executam funções de estabilização e emulsificação.

O mercado de emulsificantes é um exemplo lúcido de um mercado maduro, com crescimento revivido através da implementação de inovações estratégicas.