BR102020007194A2 - COMPOSITIONS FOR THE STRUCTURING OF VEGETABLE OIL IN EDIBLE GEL WITH CHITOSONE, VANILIN AND/OR SURFACE-ACTIVE; PROCESS TO OBTAIN SUCH COMPOSITION, USE OF STRUCTURED COMPOSITION OF VEGETABLE OIL IN EDIBLE GEL WITH CHITOSAN, VANILLIN AND/OR SURFACE-ACTIVE AS A SUBSTITUTE OF HYDROGENATED VEGETABLE FAT IN FOOD PRODUCTS - Google Patents
COMPOSITIONS FOR THE STRUCTURING OF VEGETABLE OIL IN EDIBLE GEL WITH CHITOSONE, VANILIN AND/OR SURFACE-ACTIVE; PROCESS TO OBTAIN SUCH COMPOSITION, USE OF STRUCTURED COMPOSITION OF VEGETABLE OIL IN EDIBLE GEL WITH CHITOSAN, VANILLIN AND/OR SURFACE-ACTIVE AS A SUBSTITUTE OF HYDROGENATED VEGETABLE FAT IN FOOD PRODUCTS Download PDFInfo
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Abstract
A presente invenção se refere a composições de estruturação de óleo vegetal insaturado a gel comestível com quitosana, vanilina e/ou tensoativo por meio da interação entre o óleo vegetal, a quitosana com 75-80% de desacetilação, o agente reticulante com grupamento funcional carboxílico 3-metoxi-4-benzaldeído (vanilina) e, quando for favorável, o agente tensoativo não-aniônico monoesterato de polioxietileno (Tween 60®), visando a aplicação do óleo gelificado como um substituto de gordura sólida em produtos alimentícios.
Description
[001] A presente invenção está inserida no setor de óleos e gorduras comestíveis. Basicamente, refere-se a composições alimentícias para a estruturação de óleo vegetal a gel comestível com o uso de quitosana, vanilina e/ou tensoativo a ser utilizada na confecção de produtos alimentícios, tais como produtos de panificação (pães, bolos, biscoitos e afins), margarinas, sorvetes em massa, cremes doces e produtos similares, como ingrediente substituto da gordura vegetal parcialmente hidrogenada. Especificamente, é proposto um método de formação de rede tridimensional para a gelificação do óleo por meio da interação entre a quitosana de médio peso molecular (75-80% de desacetilação), a vanilina (agente reticulante com grupamento funcional carboxílico) e, quando for favorável, um agente tensoativo não-aniônico (Tween 60®).[001] The present invention is inserted in the edible oils and fats sector. Basically, it refers to food compositions for the structuring of vegetable oil into an edible gel with the use of chitosan, vanillin and/or surfactant to be used in the manufacture of food products, such as bakery products (breads, cakes, cookies and the like ), margarines, ice cream, sweet creams and similar products, as a substitute for partially hydrogenated vegetable fat. Specifically, a three-dimensional network formation method is proposed for the gelation of oil through the interaction between medium molecular weight chitosan (75-80% deacetylation), vanillin (crosslinking agent with a carboxylic functional group) and, when favorable, a non-anionic surfactant (Tween 60®).
[002] A eliminação total da gordura vegetal parcialmente hidrogenada, rica em ácidos graxos trans e saturados (gordura sólida; hard fat), de produtos alimentícios é um importante desafio devido as suas propriedades de cristalização e fusão que contribuem para as propriedades desejáveis de textura, plasticidade, aroma e sabor dos produtos alimentícios, principalmente relacionadas ao conteúdo de ácidos graxos trans e saturados desta gordura, os quais apresentam efeitos adversos para saúde humana (PATEL e DEWETTINCK, 2016).[002] The total elimination of partially hydrogenated vegetable fat, rich in trans and saturated fatty acids (solid fat; hard fat), from food products is an important challenge due to its crystallization and melting properties that contribute to the desirable texture properties , plasticity, aroma and flavor of food products, mainly related to the content of trans and saturated fatty acids in this fat, which have adverse effects on human health (PATEL and DEWETTINCK, 2016).
[003] O consumo de ácidos graxos trans provenientes do processo industrial de hidrogenação (reação química que transforma o óleo líquido em gordura sólida; hard fats; gordura vegetal parcialmente hidrogenada), resulta em variados efeitos deletérios para a saúde humana, principalmente relacionados ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares (MENSINK e KATAN, 1990; ECKEL et al., 2007) e o seu conteúdo em alimentos deve ser eliminado e substituído por compostos e/ou composições alimentícias mais saudáveis.[003] The consumption of trans fatty acids from the industrial hydrogenation process (chemical reaction that transforms liquid oil into solid fat; hard fats; partially hydrogenated vegetable fat), results in various deleterious effects on human health, mainly related to development cardiovascular diseases (MENSINK and KATAN, 1990; ECKEL et al., 2007) and its content in food must be eliminated and replaced by compounds and/or healthier food compositions.
[004] As propriedades sensoriais e estruturais de diversos produtos alimentícios estão diretamente relacionadas com a rede tridimensional cristalina formada pela mistura complexa de triacilgliceróis (TAG) (esterificados, principalmente, a ácidos graxos trans e/ou saturados) das gorduras sólidas. Estas estruturas cristalinas (principalmente, as formas polimórficas β e β’) são altamente empacotadas e estáveis termodinâmica, mantendo-se em estado sólido e/ou semi-sólido em temperatura ambiente (20 °C), exercendo impacto sobre a textura (firmeza, mastigabilidade, espalhabilidade, plasticidade, dentre outros parâmetros), reologia, aparência, solubilidade e aeração de produtos alimentícios (DOMINGUES et al., 2015).[004] The sensory and structural properties of several food products are directly related to the three-dimensional crystalline network formed by the complex mixture of triacylglycerols (TAG) (esterified mainly to trans fatty acids and/or saturated) of solid fats. These crystal structures (mainly polymorphic forms β and β') are highly packed and thermodynamically stable, remaining in solid and/or semi-solid state at room temperature (20 °C), having an impact on texture (firmness, chewability, spreadability, plasticity, among other parameters), rheology, appearance, solubility and aeration of food products (DOMINGUES et al., 2015).
[005] Neste sentido, ainda são necessárias novas alternativas capazes de mimetizar esta estrutura cristalina, sem a presença de ácidos graxos trans e/ou saturados, e que ainda possam ser aplicadas no maior número possível de produtos, evitando danos nutricionais à saúde do consumidor e promovendo a manutenção e/ou a melhora das propriedades tecnológicas dos produtos.[005] In this sense, new alternatives capable of mimicking this crystal structure are still needed, without the presence of trans and/or saturated fatty acids, and which can still be applied in as many products as possible, avoiding nutritional damage to consumer health and promoting the maintenance and/or improvement of the technological properties of the products.
[006] O processo de estruturação dos óleos vegetais a géis (oleogelation) surge como uma alternativa para a substituição funcional e tecnológica das gorduras sólidas, em especial da gordura vegetal parcialmente hidrogenada em alimentos, pois é capaz de gerar um produto (oleogel) que tem capacidade de estruturação similar a destas gorduras (CO e MARANGONI, 2012; DAVIDOVICH-PINHAS, 2015). Com isso, o setor industrial tem demonstrado interesse em investigar a aplicação dos oleogéis em diferentes produtos alimentares como chocolates; pães, biscoitos e bolos; produtos cárneos e gelados comestíveis.[006] The structuring process of vegetable oils to gels (oleogelation) appears as an alternative for the functional and technological replacement of solid fats, in particular partially hydrogenated vegetable fat in foods, as it is capable of generating a product (oleogel) that it has a structuring capacity similar to these fats (CO and MARANGONI, 2012; DAVIDOVICH-PINHAS, 2015). Thus, the industrial sector has shown interest in investigating the application of oleogels in different food products such as chocolates; breads, biscuits and cakes; meat products and edible ice creams.
[007] A estruturação de óleos vegetais para obtenção de oleogéis é uma tecnologia que não provoca alterações químicas na estrutura dos ácidos graxos e nem nas moléculas de TAG na composição dos óleos, ao contrário dos métodos químicos tradicionais de hidrogenação e interesterificação. A composição nutricional dos óleos vegetais que é considerada benéfica à saúde, como o conteúdo em ácidos graxos insaturados (ω-3, ω-6 e ω-9,), é mantida inalterada após a formação de um oleogel.[007] The structuring of vegetable oils to obtain oleogels is a technology that does not cause chemical changes in the structure of fatty acids or in the TAG molecules in the composition of oils, unlike traditional chemical methods of hydrogenation and interesterification. The nutritional composition of vegetable oils that is considered beneficial to health, such as the content of unsaturated fatty acids (ω-3, ω-6 and ω-9,), is kept unchanged after the formation of an oleogel.
[008] O uso de oleogéis é uma alternativa inovadora para a substituição de gordura sólida, reduzindo ou até mesmo eliminando o teor de ácidos graxos saturados e trans nos produtos alimentícios, além de aumentar o consumo de ácidos graxos insaturados essenciais para a manutenção da qualidade de vida da população, especialmente no que tange a diminuição do risco de desenvolvimento de doenças cardiovasculares (CHAVES, BARRERA-ARELLANO e RIBEIRO, 2018).[008] The use of oleogels is an innovative alternative for the replacement of solid fat, reducing or even eliminating the content of saturated and trans fatty acids in food products, in addition to increasing the consumption of unsaturated fatty acids essential for maintaining quality population, especially with regard to reducing the risk of developing cardiovascular diseases (CHAVES, BARRERA-ARELLANO and RIBEIRO, 2018).
[009] Os oleogéis são sistemas semissólidos, viscoelásticos e termorreversíveis constituídos por uma fase líquida (óleo vegetal) estabilizada por uma rede contínua tridimensional de material sólido interligado, chamado de agente estruturante. Uma vez formada, essa rede tridimensional promove estrutura similar aos produtos alimentícios àquela promovida pela gordura vegetal parcialmente hidrogenada (CO e MARANGONI, 2012).[009] Oleogels are semi-solid, viscoelastic and thermoreversible systems consisting of a liquid phase (vegetable oil) stabilized by a continuous three-dimensional network of interconnected solid material, called a structuring agent. Once formed, this three-dimensional network promotes a structure similar to food products to that promoted by partially hydrogenated vegetable fat (CO and MARANGONI, 2012).
[0010] Diversos compostos têm sido utilizados como agentes estruturantes de óleos vegetais e se agrupam em estruturantes de baixo peso molecular (ácidos graxos, ácidos graxos hidroxilados, álcoois graxos, monoacilgliceróis, diacilgliceróis, fitoesteróis, ceras naturais, lecitina de soja e éster de sorbitano) e estruturantes de alto peso molecular (etilcelulose). Usualmente, as ceras naturais e a etilcelulose são os compostos mais estudados para gelificar os óleos, sendo dispersos diretamente nos óleos vegetais aquecidos em temperatura acima do seu ponto de fusão, formando uma rede sólida contínua formada pelos mecanismos de cristalização ou polimerização, respectivamente.[0010] Several compounds have been used as structuring agents of vegetable oils and are grouped into low molecular weight structuring agents (fatty acids, hydroxy fatty acids, fatty alcohols, monoacylglycerols, diacylglycerols, phytosterols, natural waxes, soy lecithin and sorbitan ester ) and high molecular weight builders (ethylcellulose). Usually, natural waxes and ethylcellulose are the most studied compounds to gel oils, being directly dispersed in vegetable oils heated at a temperature above their melting point, forming a continuous solid network formed by crystallization or polymerization mechanisms, respectively.
[0011] Óleos vegetais de óleo de soja, canola, girassol e azeite de oliva têm sido estruturados por diferentes concentrações destes agentes estruturantes que podem variar entre 0,5 até 20% do peso em massa do oleogel. Preferivelmente, esta concentração deve ser mantida abaixo de 1%. (CO e MARANGONI, 2012; DAVIDOVICH-PINHAS, 2015).[0011] Vegetable oils from soybean oil, canola, sunflower and olive oil have been structured by different concentrations of these structuring agents that can vary between 0.5 to 20% of the weight by mass of the oilgel. Preferably, this concentration should be kept below 1%. (CO and MARANGONI, 2012; DAVIDOVICH-PINHAS, 2015).
[0012] Por exemplo, o documento PI 1009677-9 B1 refere-se a óleos que são gelificados com uma combinação de etilcelulose e um surfactante a um oleogel comestível, enquanto a patente BR112018069041-4 A2 descreve um método para fazer um oleogel de etilcelulose. Já a patente WO 2018/057384 A1 refere-se um oleogel com etilcelulose e ácido esteárico.[0012] For example, PI 1009677-9 B1 refers to oils that are gelled with a combination of ethylcellulose and a surfactant to an edible oleogel, while patent BR112018069041-4 A2 describes a method for making an ethylcellulose oleogel . Patent WO 2018/057384 A1 already refers to an oleogel with ethylcellulose and stearic acid.
[0013] A etilcelulose é o único polímero com grau alimentício capaz de solubilizar-se diretamente nos óleos vegetais, se a mistura for aquecida a temperatura acima da temperatura de transição vítrea deste polímero (~140 °C). No entanto, a necessidade de temperaturas elevadas para a solubilização deste polímero acelera a degradação dos óleos vegetais por oxidação lipídica, diminuindo a qualidade sensorial do oleogel e, consequentemente, do produto alimentar ao qual será incorporado, fator limitante para o uso deste agente estruturante (DAVIDOVICH-PINHAS, BARBUT e MARANGONI, 2016; SINGH, AUZANNEAU e ROGERS, 2017).[0013] Ethylcellulose is the only food-grade polymer capable of directly solubilizing in vegetable oils, if the mixture is heated to a temperature above the glass transition temperature of this polymer (~140 °C). However, the need for high temperatures for the solubilization of this polymer accelerates the degradation of vegetable oils by lipid oxidation, reducing the sensory quality of the oilgel and, consequently, of the food product to which it will be incorporated, a limiting factor for the use of this structuring agent ( DAVIDOVICH-PINHAS, BARBUT and MARANGONI, 2016; SINGH, AUZANNEAU and ROGERS, 2017).
[0014] As ceras naturais são compostas por moléculas de baixa polaridade e alto ponto de fusão que podem resultar em um sabor ceroso acentuado nesses oleogéis. Os produtos alimentícios formulados com oleogéis estruturados com diferentes ceras naturais demonstraram baixa aceitação sensorial pelos consumidores devido ao sabor ceroso que os alimentos apresentavam (mouthfeel), além de problemas relacionados à estabilidade durante longos períodos de armazenamento (SINGH, AUZANNEAU e ROGERS, 2017).[0014] Natural waxes are composed of molecules of low polarity and high melting point that can result in an accentuated waxy taste in these oils. Food products formulated with oilgels structured with different natural waxes showed low sensory acceptance by consumers due to the waxy taste that the food had (mouthfeel), in addition to problems related to stability during long storage periods (SINGH, AUZANNEAU and ROGERS, 2017).
[0015] Ademais, os outros agentes utilizados para estruturar os óleos vegetais por adição direta à fase líquida também apresentam diferentes fatores que limitam a sua aplicação, tais como a necessidade de altas concentrações para gelificar os óleos, a baixa estabilidade frente a diferentes condições de processamento, resultando em um custobenefício desfavorável (CHAVAN, KHEDAR e BHATT, 2016; PENG e YAO, 2017). Neste sentido, ainda existe a necessidade de desenvolver um oleogel com um agente que preencha os critérios para um bom agente estruturante dentro da indústria de alimentos.[0015] In addition, the other agents used to structure vegetable oils by direct addition to the liquid phase also have different factors that limit their application, such as the need for high concentrations to gel the oils, low stability under different conditions of processing, resulting in an unfavorable cost-benefit ratio (CHAVAN, KHEDAR and BHATT, 2016; PENG and YAO, 2017). In this sense, there is still a need to develop an oilgel with an agent that meets the criteria for a good structuring agent within the food industry.
[0016] A presente invenção propõe a utilização do polímero quitosana para estruturação de óleos a géis comestíveis, sem as limitações presentes no uso dos agentes estruturantes já utilizados. Para tal, utiliza-se a dispersão indireta da quitosana nos óleos vegetais comestíveis pelo método de emulsion-template, que envolve etapas de préhidratação do polímero resultando em emulsões estáveis; desidratação das emulsões por uso de ar quente ou liofilização, e homogeneização do produto seco, formando oleogel.[0016] The present invention proposes the use of chitosan polymer for structuring oils to edible gels, without the limitations present in the use of structuring agents already used. For this purpose, the indirect dispersion of chitosan in edible vegetable oils is used by the emulsion-template method, which involves polymer pre-hydration steps, resulting in stable emulsions; dehydration of the emulsions using hot air or lyophilization, and homogenization of the dry product, forming an oil gel.
[0017] Os polímeros, além da etilcelulose, são amplamente utilizados na indústria de alimentos, especialmente como agentes espessantes, uma vez que, na sua maioria, apresentam grau alimentício, são de baixo custo, comercialmente disponíveis e podem formar hidrogéis através de redes poliméricas. Portanto, existe um grande interesse em promover o uso destas macromoléculas, tais como os polissacarídeos biologicamente ativos (quitosana), para a estruturação de óleos vegetais.[0017] Polymers, in addition to ethylcellulose, are widely used in the food industry, especially as thickening agents, since they are mostly food grade, low-cost, commercially available and can form hydrogels through polymeric networks . Therefore, there is great interest in promoting the use of these macromolecules, such as biologically active polysaccharides (chitosan), for the structuring of vegetable oils.
[0018] A quitosana é um polímero natural derivado da quitina, componente estrutural do exoesqueleto de artrópodes (camarões, lagostas e caranguejos) e da parede celular de fungos e leveduras que apresenta propriedades físico-químicas únicas capazes de formar géis. Além disso, a quitosana é classificada como a GRAS (Generally Recognized as Safe), ou seja, uma substância cujo uso é considerado seguro. Logo, a quitosana é um produto natural, de baixo custo, biodegradável, biocompatível e atóxico, obtido de uma fonte renovável (quitina) que ainda apresenta propriedades biológicas como ação antioxidante, antimicrobiana e anticoagulante, além de reduzir a absorção de gorduras pelo trato gastrointestinal.[0018] Chitosan is a natural polymer derived from chitin, structural component of the exoskeleton of arthropods (shrimps, lobsters and crabs) and the cell wall of fungi and yeasts that has unique physicochemical properties capable of forming gels. In addition, chitosan is classified as GRAS (Generally Recognized as Safe), that is, a substance that is considered safe to use. Therefore, chitosan is a natural, low-cost, biodegradable, biocompatible and non-toxic product, obtained from a renewable source (chitin) that also has biological properties such as antioxidant, antimicrobial and anticoagulant action, in addition to reducing the absorption of fats by the gastrointestinal tract .
[0019] A quitosana é classificada como um alimento com alegação de propriedade funcional e/ou de saúde, definida química e fisiologicamente como uma fibra dietética por não ser degradada por enzimas digestivas humanas (BRASIL, 1999). Por isso, este polímero tem sido amplamente investigado como biomaterial para aplicação em produtos biomédicos, alimentícios e farmacêuticos como peles artificiais, filmes comestíveis e formas farmacêuticas de liberação controlada de medicamentos, porém ainda não foi utilizada de forma adequada como agente estruturante para a estruturação de óleos vegetais comestíveis a géis.[0019] Chitosan is classified as a food with functional property claim and/or health, chemically and physiologically defined as a dietary fiber because it is not degraded by human digestive enzymes (BRASIL, 1999). Therefore, this polymer has been widely investigated as a biomaterial for application in biomedical, food and pharmaceutical products such as artificial skins, edible films and controlled-release pharmaceutical forms, but it has not yet been properly used as a structuring agent for the structuring of edible vegetable oils to gels.
[0020] Quimicamente, a quitosana é um heteropolissacarídeo formado pela reação parcial de N-desacetilação da quitina. Durante esta reação, alguns grupos acetamido (- NHOCH3) das unidades de N-acetilglicosamina são convertidos em grupamentos amino (-NH2), em taxas variadas, dando origem a unidades glicosamina. A quitosana é insolúvel em água e na maioria dos solventes orgânicos assim como a quitina. No entanto, a presença de grupamentos amino confere à quitosana o caráter de base fraca, tornando-a solúvel em soluções aquosas de ácidos orgânicos como ácido acético.[0020] Chemically, chitosan is a heteropolysaccharide formed by the partial reaction of N-deacetylation of chitin. During this reaction, some acetamido groups (-NHOCH3) of the N-acetylglucosamine units are converted to amino groups (-NH2), at varying rates, giving rise to glucosamine units. Chitosan is insoluble in water and most organic solvents as well as chitin. However, the presence of amino groups gives chitosan the character of a weak base, making it soluble in aqueous solutions of organic acids such as acetic acid.
[0021] A dissolução em meio ácido, torna os grupamentos amino protonados (-NH3+), facilitando a solvatação do polímero e, consequentemente, a formação de redes poliméricas através da agregação com compostos aniônicos como os ácidos graxos presentes nos óleos vegetais. Por outro lado, a presença de grupamentos amino permite a formação de redes poliméricas através de ligações covalentes por mecanismos reacionais distintos e dependentes do tipo de reagente ou agente de reticulação empregado. A reticulação da cadeia polimérica também pode ocorrer por interações físicas (iônicas).[0021] Dissolving in an acidic medium makes the amino groups protonated (-NH3+), facilitating the polymer solvation and, consequently, the formation of polymeric networks through aggregation with anionic compounds such as fatty acids present in vegetable oils. On the other hand, the presence of amino groups allows the formation of polymeric networks through covalent bonds by distinct reaction mechanisms and dependent on the type of reagent or crosslinking agent used. Crosslinking of the polymer chain can also occur through physical (ionic) interactions.
[0022] Não existe invento similar à presente invenção que propõe o desenvolvimento de um oleogel COMESTÍVEL estruturado com quitosana e agente reticulante vanilina (3- metoxi-4-benzaldeído), com a necessidade ou não de agente tensoativo, por meio de dispersão indireta aos óleos vegetais para aplicação como substituto de gordura em alimentos.[0022] There is no invention similar to the present invention that proposes the development of an EDIBLE oilgel structured with chitosan and vanillin crosslinking agent (3-methoxy-4-benzaldehyde), with the need or not of surface-active agent, through indirect dispersion to vegetable oils for application as a fat substitute in foods.
[0023] O documento CN109967042A refere-se ao processo de produção de aerogel NÃO COMESTÍVEL estruturado com quitosana a partir de emulsões estáveis constituídas de solução de quitosana em meio alcalino como fase contínua e parafina líquida ou n-henaxo, ciclohexano, n-heptano e n-octano como fase dispersa. Tensoativos Span 80® e Tween 80® foram utilizados, porém nenhum agente reticulante foi necessário. Com isso, o documento prevê a formação de um sistema poroso como material com alta capacidade de adsorção para águas residuais industriais.[0023] The document CN109967042A refers to the production process of NON-EDIBLE airgel structured with chitosan from stable emulsions consisting of a chitosan solution in an alkaline medium as continuous phase and liquid paraffin or n-henax, cyclohexane, n-heptane and n-octane as dispersed phase. Span 80® and Tween 80® surfactants were used, but no crosslinking agent was needed. With this, the document foresees the formation of a porous system as a material with high adsorption capacity for industrial wastewater.
[0024] O documento CN109967044A refere-se à preparação de um hidrogel poroso NÃO COMESTÍVEL de quitosana utilizando emulsões super concentradas estabilizadas por partículas sólidas (pickering-high internal phase emulsion) como modelo. Neste método, a quitosana é totalmente dispersa na fase contínua aquosa da emulsão, juntamente com um monômero funcional polimerizável (ácido acrílico, metacrilato de metila, acrilamida e acrilato de butila), um agente de reticulação (triacrilato de N, N'-dimetilacrilamida, NN, N', N'-tetrametiletilenodiamina, trimetilolpropano) e um co-estabilizador de emulsão (Pluronic F68®, Tween 20® e Tween 80®). A fase dispersa da emulsão é composta por solvente orgânico como parafina líquida, tolueno, n-hexano, n-heptano e tetracloreto de carbono. Através deste método, o documento prevê a formação de uma rede porosa capaz de adsorver íon de metais pesados.[0024] The document CN109967044A refers to the preparation of a NON-EDIBLE porous hydrogel of chitosan using super concentrated emulsions stabilized by solid particles (picering-high internal phase emulsion) as a model. In this method, chitosan is fully dispersed in the continuous aqueous phase of the emulsion, together with a functional polymerizable monomer (acrylic acid, methyl methacrylate, acrylamide and butyl acrylate), a crosslinking agent (N,N'-dimethylacrylamide triacrylate, NN, N', N'-tetramethylethylenediamine, trimethylolpropane) and an emulsion co-stabilizer (Pluronic F68®, Tween 20® and Tween 80®). The dispersed phase of the emulsion is composed of organic solvent such as liquid paraffin, toluene, n-hexane, n-heptane and carbon tetrachloride. Through this method, the document predicts the formation of a porous network capable of adsorbing heavy metal ions.
[0025] O documento CN105289557A refere-se ao método de preparação de um aerogel NÃO COMESTÍVEL de adsorção magnética utilizando emulsões super concentradas estabilizadas por partículas sólidas (pickering-high internal phase emulsion) como modelo. Neste método, a quitosana, o monômero funcional polimerizável (acrilamida, Nisopropilacrilamida, ácido maleico, ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de metila, metacrilato de hidroxietil, metacrilato de hidroxipropila), o agente de reticulação (dimetacrilato de etileno glicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, isocianato de trialilo, N, N'-metileno), o estabilizador de emulsão (partículas magnéticas de Fe3O4 modificadas) e o estabilizador auxiliar de emulsão (éter polioxietileno de álcool graxo, éter alquilfenol de óxido de polietileno, um éster de policicloalquileno de ácidos graxos, uma polioxietileno alquilamina, uma amina de polioxietileno alquil amina) são dispersos na fase aquosa da emulsão na presença de um iniciador (persulfato de potássio, persulfato de amônio, azobisisobutironitrila e peróxido de benzoíla). A fase dispersa da emulsão é formada por solvente orgânico (tolueno, benzeno, p-xileno, parafina líquida, n-hexano, n-heptano, n-octano, n-decano, aguarrás, tetracloreto de carbono). Através deste método, o documento prevê a formação de um material adsorvente com estrutura porosa para separação e reutilização de metais pesados.[0025] The document CN105289557A refers to the method of preparation of a NON-EDIBLE magnetic adsorption airgel using super concentrated emulsions stabilized by solid particles (picering-high internal phase emulsion) as a model. In this method, chitosan, the polymerizable functional monomer (acrylamide, Nisopropylacrylamide, maleic acid, acrylic acid, methacrylic acid, methyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate), the crosslinking agent (ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate , trimethylolpropane trimethacrylate, triallyl isocyanate, N,N'-methylene), the emulsion stabilizer (modified Fe3O4 magnetic particles) and the auxiliary emulsion stabilizer (polyoxyethylene fatty alcohol ether, polyethylene oxide alkylphenol ether, an ester of polycycloalkylene fatty acids, a polyoxyethylene alkylamine, a polyoxyethylene alkyl amine amine) are dispersed in the aqueous phase of the emulsion in the presence of an initiator (potassium persulfate, ammonium persulfate, azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide). The dispersed phase of the emulsion is formed by organic solvent (toluene, benzene, p-xylene, liquid paraffin, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-decane, turpentine, carbon tetrachloride). Through this method, the document foresees the formation of an adsorbent material with a porous structure for the separation and reuse of heavy metals.
[0026] O documento CN108904883A refere-se ao preparo de um material biológico para reparo de defeitos ósseos a partir da utilização de casca de abalone (matriz inorgânica) e método de emulsion-template combinado com a técnica de liofilização para fundir a matriz orgânica solúvel em água (colágeno e carboximetilquitosana) com a matriz orgânica solúvel em óleo (poli(ácido lático-co-ácido glicólico)) para obter um material poroso tridimensional. O agente de reticulação utilizado durante o processo foi o glutaraldeído. Através deste método, o documento prevê o preparo de um novo composto para o tratamento de defeitos ósseos na área de biomateriais.[0026] The document CN108904883A refers to the preparation of a biological material for the repair of bone defects from the use of abalone peel (inorganic matrix) and emulsion-template method combined with the lyophilization technique to fuse the soluble organic matrix in water (collagen and carboxymethylchitosan) with the oil-soluble organic matrix (poly(lactic acid-co-glycolic acid)) to obtain a three-dimensional porous material. The crosslinking agent used during the process was glutaraldehyde. Through this method, the document foresees the preparation of a new compound for the treatment of bone defects in the area of biomaterials.
[0027] A Figura 1 apresenta o resultado do processo de obtenção de oleogéis de quitosana por dispersão indireta (emulsion-template) do agente estruturante.[0027] Figure 1 shows the result of the process of obtaining chitosan oleogels by indirect dispersion (emulsion-template) of the structuring agent.
[0028] A Figura 2 apresenta os resultados do teste reológico de varredura de frequência com frequência variando entre 0,1Hz até 10Hz, sob uma tensão de 0,01%, em temperatura ambiente (25 °C). Os resultados são expressos como média de duplicata de processo. OG = oleogel, V = porcentagem de vanilina, T = 0,4% de Tween 60®. GVH = Gordura vegetal hidrogenada. OG-1V e OG-3V = Oleogéis desenvolvidos com ausência de tensoativo. OG-1V+T e OG-3V+T = Oleogéis desenvolvidos com tensoativo.[0028] Figure 2 shows the results of the frequency sweep rheological test with frequency ranging from 0.1Hz to 10Hz, under a voltage of 0.01%, at room temperature (25 °C). Results are expressed as mean of process duplicate. OG = oilgel, V = percentage of vanillin, T = 0.4
[0029] A Figura 3 apresenta os resultados do teste reológico de curva de escoamento com aplicação de taxa de cisalhamento de 1s-1 até 10s-1 , em temperatura ambiente (25 °C). Resultados expressos como média de duplicata de processo. GVH = Gordura vegetal hidrogenada. OG = oleogel, V= porcentagem de vanilina, T= 0,4 % de Tween 60®. OG-1V e OG-3V = Oleogéis desenvolvidos com ausência de tensoativo. OG-1V+T e OG-3V+T = Oleogéis desenvolvidos com tensoativo.[0029] Figure 3 shows the results of the flow curve rheological test with application of a shear rate from 1s-1 to 10s-1, at room temperature (25 °C). Results expressed as mean of process duplicate. GVH = Hydrogenated vegetable fat. OG = oilgel, V = percentage of vanillin, T = 0.4
[0030] A Figura 4 apresenta os resultados do teste reológico de varredura de tempo com aplicação de alternados ciclos de taxa de cisalhamento a 1s-1 e 10s-1 ao longo do tempo, em temperatura ambiente (25 °C). Resultados são expressos como média de duplicata de processo. GVH = Gordura vegetal hidrogenada. OG = oleogel, V= porcentagem de vanilina, T= 0,4 % de Tween 60®. OG-1V e OG-3V = Oleogéis desenvolvidos com ausência de tensoativo. OG-1V+T e OG-3V+T = Oleogéis desenvolvidos com tensoativo.[0030] Figure 4 shows the results of the time scan rheological test with the application of alternating cycles of shear rate at 1s-1 and 10s-1 over time, at room temperature (25 °C). Results are expressed as mean of process duplicate. GVH = Hydrogenated vegetable fat. OG = oilgel, V = percentage of vanillin, T = 0.4
[0031] A Figura 5 ilustra a possível reação para a formação da estrutura da rede tridimensional dos oleogéis através da reticulação da cadeia polimérica de quitosana pela condensação com a vanilina.[0031] Figure 5 illustrates the possible reaction for the formation of the structure of the three-dimensional network of oilgels through the crosslinking of the polymeric chain of chitosan by condensation with vanillin.
[0032] A Figura 6 apresenta os espectros de infravermelho por transformada de Fourier dos oleogéis de quitosana. OG = oleogel, V= porcentagem de vanilina, T= 0,4 % de Tween 60®. OG-1V e OG-3V = Oleogéis desenvolvidos com ausência de tensoativo.
OG-1V+T e OG-3V+T = Oleogéis desenvolvidos com tensoativo. Picos de absorção assinalados nos espectros de FTIR são referentes a ligação C=N.[0032] Figure 6 shows the Fourier transform infrared spectra of chitosan oilgels. OG = oilgel, V = percentage of vanillin, T = 0.4
OG-1V+T and OG-3V+T = Oilgels developed with surfactant. Absorption peaks signaled in the FTIR spectra refer to C=N binding.
[0033] A presente invenção se refere às COMPOSIÇÕES de estruturação de óleo vegetal insaturado a gel comestível com quitosana, vanilina e/ou tensoativo e ao PROCESSO de obtenção das mesmas pelo método de dispersão indireta baseado no uso de emulsões estáveis como moldes iniciais, visando a aplicação do óleo gelificado como um substituto de gordura sólida (especialmente, de gordura vegetal parcialmente hidrogenada) em produtos alimentícios.[0033] The present invention refers to the COMPOSITIONS for structuring unsaturated vegetable oil to edible gel with chitosan, vanillin and/or surfactant and to the PROCESS of obtaining them by the indirect dispersion method based on the use of stable emulsions as initial molds, aiming the application of gelled oil as a substitute for solid fat (especially partially hydrogenated vegetable fat) in food products.
[0034] É proposto um método de formação de rede tridimensional para a gelificação do óleo por meio da interação entre a quitosana de médio peso molecular (75-80% de desacetilação), um agente reticulante com grupamento funcional carboxílico (vanilina; 3- metoxi-4-benzaldeído) e, quando for favorável, um agente tensoativo não-aniônico (monoesterato de polioxietileno; Tween 60®), o que possibilita o uso da quitosana como agente estruturante para o desenvolvimento de oleogéis após etapas de emulsificação, desidratação e resfriamento (método emulsion-template).[0034] A three-dimensional network formation method is proposed for the gelation of oil through the interaction between medium molecular weight chitosan (75-80% deacetylation), a crosslinking agent with a carboxylic functional group (vanillin; 3-methoxy -4-benzaldehyde) and, when favorable, a non-anionic surfactant (polyoxyethylene monostearate;
[0035] A utilização do método de estruturação por emulsion-template permitiu a obtenção de oleogéis à base de quitosana a partir da associação com um agente de reticulação e/ou um tensoativo que foram estáveis as variações de temperatura (5 a 80 °C), e força mecânica (0,01 a 100%), sendo termorreversíveis e versáteis. Também são estáveis ao armazenamento em temperatura ambiente (30 dias a 35 °C, sem incidência de luz), apresentando propriedades adequadas como substitutos de gordura hidrogenada em alimentos.[0035] The use of the emulsion-template structuring method allowed the obtainment of chitosan-based oilgels from the association with a crosslinking agent and/or a surfactant that were stable to temperature variations (5 to 80 °C) , and mechanical strength (0.01 to 100%), being thermo-reversible and versatile. They are also stable to storage at room temperature (30 days at 35 °C, no light), having suitable properties as hydrogenated fat substitutes in foods.
[0036] Os oleogéis são desenvolvidos a partir de uma emulsão estável do tipo óleo em água (40:60 v/v), contendo em sua fase contínua uma solução de quitosana (1,5% p/v) dissolvida em solução aquosa de ácido acético (1% v/v), uma solução etanólica de vanilina em concentrações variando entre 10 a 30% v/v (de acordo com as propriedades tecnológicas desejadas no produto final) e o tensoativo não-aniônico (0,4% p/v; quando houver necessidade). A solução de 1,5% (p/v) de quitosana em solução aquosa de ácido acético 1% (v/v) foi preparada por meio de aquecimento (50 °C) com agitação magnética por duas horas ou até a dissolução completa dos cristais.[0036] Oleogels are developed from a stable emulsion of the oil-in-water type (40:60 v/v), containing in its continuous phase a solution of chitosan (1.5% w/v) dissolved in an aqueous solution of acetic acid (1% v/v), an ethanolic solution of vanillin in concentrations ranging from 10 to 30% v/v (according to the desired technological properties in the final product) and the non-anionic surfactant (0.4% p /v; when necessary). A solution of 1.5% (w/v) of chitosan in an aqueous solution of 1% (v/v) acetic acid was prepared by heating (50 °C) with magnetic stirring for two hours or until complete dissolution of the crystals.
[0037] A fase dispersa é constituída de óleo de canola refinado.[0037] The dispersed phase consists of refined canola oil.
[0038] O preparo da emulsão de óleo em água ocorre por meio da dispersão vagarosa de 40 mL de óleo de canola refinado em 50 mL da solução de quitosana 1,5% (p/v), com a presença e/ou a ausência de Tween 60®, até completa homogeneização em dispersor de alta velocidade, numa faixa de 9000 a 18000 rpm.[0038] The preparation of the oil-in-water emulsion occurs by slowly dispersing 40 mL of refined canola oil in 50 mL of 1.5% chitosan solution (w/v), with the presence and/or absence of
[0039] Após, existe a adição imediata de 10 mL da solução de vanilina (10 ou 30%, p/v), sob agitação constante em vórtex durante 4 minutos ou até completa homogeneização, totalizando quatro diferentes emulsões com 100 mL de volume final.[0039] Afterwards, there is the immediate addition of 10 mL of the vanillin solution (10 or 30%, w/v), under constant vortexing for 4 minutes or until complete homogenization, totaling four different emulsions with 100 mL of final volume .
[0040] Quatro emulsões óleo-água se formam, com a seguinte composição: 1) 0,75% de quitosana + 1% de vanilina; 2) 0,75% de quitosana + 3% de vanilina; 3) 0,75% de quitosana + 1% de vanilina + 0,4% de tensoativo; e 4) 0,75% de quitosana + 3% de vanilina + 0,4% de tensoativo.[0040] Four oil-water emulsions are formed, with the following composition: 1) 0.75% chitosan + 1% vanillin; 2) 0.75% chitosan + 3% vanillin; 3) 0.75% chitosan + 1% vanillin + 0.4% surfactant; and 4) 0.75% chitosan + 3% vanillin + 0.4% surfactant.
[0041] Todas as emulsões são liofilizadas (−60°C, 0,101 mBar) até a obtenção do produto seco (3% de umidade, m/m). O produto seco deve ser homogeneizado em dispersor de alta velocidade durante 2 minutos ou até completa homogeneização, numa faixa de 9000 a 18000 rpm, para obtenção do oleogel.[0041] All emulsions are lyophilized (−60°C, 0.101 mBar) until obtaining a dry product (3% moisture, m/m). The dry product must be homogenized in a high speed disperser for 2 minutes or until completely homogenized, in a range of 9000 to 18000 rpm, to obtain the oilgel.
[0042] Os oleogéis são armazenados a 4 °C por, no mínino, 48 horas previamente ao seu uso.[0042] Oleogels are stored at 4 °C for at least 48 hours prior to use.
[0043] Cada emulsão gera o seu respectivo oleogel, a saber: oleogel com 0,75% de quitosana + 1% de vanilina; oleogel com 0,75% de quitosana + 3% de vanilina; oleogel com 0,75% de quitosana + 1% de vanilina + 0,4% de Tween 60; o oleogel com 0,75% de quitosana + 3% de vanilina + 0,4% de Tween 60.(Tabela 1). O percentual final dos componentes dos oleogéis refere-se ao volume inicial das emulsões.[0043] Each emulsion generates its respective oilgel, namely: oilgel with 0.75% chitosan + 1% vanillin; oleogel with 0.75% chitosan + 3% vanillin; oleogel with 0.75% chitosan + 1% vanillin + 0.4
[0044] De forma geral, a formação da emulsão ocorre a partir da completa homogeneização do óleo, da solução de quitosana, do tensoativo (quando houver) e da solução de vanilina em dispersor de alta velocidade. As emulsões estáveis são secas pelo método de liofilização e o produto seco é homogeneizado (“quebrado”) em dispersor de alta velocidade para a obtenção do oleogel que deve ser refrigerado a 4 °C para o fortalecer a rigidez da rede tridimensional.
Tabela 1: Composição das emulsões e seus respectivos oleogéis estruturados.
Table 1: Composition of emulsions and their respective structured oil gels.
[0045] A desidratação da emulsão favorece o aprisionamento do óleo dentro de uma rede tridimensional e a homogeneização do produto desidratado com óleo aprisionado confere o caráter de gel ao produto. Essas etapas em conjunto contribuem para a interação do polímero hidrossolúvel com a fase oleosa apolar. Na presente invenção, as formas comercialmente disponíveis de quitosana que podem ser utilizadas são QUITOSANA COM ≥75% DE DESACETILAÇÃO da Sigma Aldrich, incluindo, por exemplo, a quitosana de alto, médio e baixo peso molecular e quitosana extraído da casca de camarão (CAS 9012-76-4).[0045] The dehydration of the emulsion favors the imprisonment of the oil within a three-dimensional network and the homogenization of the dehydrated product with imprisoned oil gives the gel character to the product. These steps together contribute to the interaction of the water-soluble polymer with the non-polar oil phase. In the present invention, the commercially available forms of chitosan that can be used are CHITOSAN WITH ≥75% DEACETYLATION from Sigma Aldrich, including, for example, high, medium and low molecular weight chitosan and chitosan extracted from shrimp husk (CAS 9012-76-4).
[0046] Por definição, todo gel é um material semi-sólido constituído por uma estrutura contínua com dimensões macroscópicas (partículas coloidais) permanentes ao longo do tempo e com propriedades reológicas de um material sólido. Os géis não escoam e possuem características viscoelástica lineares independente do tempo entre as tensões e deformações. Ademais, os géis são definidos pelo seu módulo elástico (G’<G’’) e pela razão entre módulo elástico e módulo viscoso (G’/G’’) em função da tensão aplicada medida a 25 °C e 1 Hz em reômetro de tensão controlada que deve ser aproximadamente maior do que 1 nestas condições.[0046] By definition, every gel is a semi-solid material consisting of a continuous structure with macroscopic dimensions (colloidal particles) permanent over time and with rheological properties of a solid material. The gels do not flow and have linear viscoelastic characteristics independent of the time between stresses and strains. Furthermore, gels are defined by their elastic modulus (G'<G'') and by the ratio between elastic modulus and viscous modulus (G'/G'') as a function of applied tension measured at 25 °C and 1 Hz in a rheometer of controlled voltage that should be approximately greater than 1 under these conditions.
[0047] Os géis da presente invenção possuem adequados módulos de elasticidade variando entre 3,12.103 a 5,12.103 . Os géis da presente invenção também apresentam G’/G’’ maior do que 1, variando aproximadamente entre 4 e 8 de acordo com o conteúdo de vanilina e de tensoativo das emulsões.[0047] The gels of the present invention have suitable modulus of elasticity ranging from 3.12.103 to 5.12.103. The gels of the present invention also have G’/G’’ greater than 1, varying approximately between 4 and 8 according to the vanillin and surfactant content of the emulsions.
[0048] Os géis da presente invenção são géis tão fortes quanto a gordura vegetal hidrogenada, sendo que a rigidez da estrutura é proporcionada pela presença da vanilina na formulação. Todos os oleogéis desenvolvidos não escoam após a inversão a 180° e são adequadamente anidros, possuindo quantidade de água livre menor que 3% p/p (aumentando proporcionalmente ao aumento da vanilina) e teor de gordura de até 97% p/p.[0048] The gels of the present invention are gels as strong as hydrogenated vegetable fat, and the rigidity of the structure is provided by the presence of vanillin in the formulation. All oilgels developed do not flow after 180° inversion and are adequately anhydrous, having an amount of free water less than 3% w/w (proportionally increasing with the increase in vanillin) and fat content of up to 97% w/w.
[0049] Os oleogéis da presente invenção são materiais homogêneos, opacos, de coloração amarelada e pseudoplásticos, com propriedades físicas de um gel verdadeiro conforme descrito a seguir.[0049] The oleogels of the present invention are homogeneous materials, opaque, yellowish in color and pseudoplastic, with physical properties of a true gel as described below.
[0050] O inventor descobriu que a força do gel (G’/G’’) formado pela dispersão indireta da quitosana no óleo de canola depende da concentração do agente reticulante (vanilina) e do tensoativo (Tween 60®). Géis mais fortes são formados pela interação entre a quitosana e a vanilina. A força deste gel pode ser modificada devido a interação entre a vanilina, a quitosana e o tensoativo não-aniônico Tween 60®. A rigidez do gel diminui na presença do tensoativo, independente da concentração de vanilina. Logo, o tensoativo é um modulador da rigidez da rede proporcionada pelo agente reticulante.[0050] The inventor found that the strength of the gel (G’/G’’) formed by the indirect dispersion of chitosan in canola oil depends on the concentration of the crosslinking agent (vanillin) and the surfactant (
[0051] A tensão crítica (δc) que indica a energia mínima necessária para romper a estrutura interna do sistema (G’>G’’), demonstra que a vanilina é responsável pela fragilidade do sistema à deformação. Oleogéis com maior conteúdo de vanilina são mais resistentes à deformação. Todos os oleogéis do presente invento são mais resistentes à deformação em uma amplitude de tensão do que a gordura vegetal hidrogenada.[0051] The critical stress (δc) that indicates the minimum energy required to break the internal structure of the system (G’>G’’), demonstrates that vanillin is responsible for the fragility of the system to deformation. Oilgels with higher vanillin content are more resistant to deformation. All oleogels of the present invention are more resistant to deformation over a range of stress than hydrogenated vegetable shortening.
[0052] Os sistemas gelificados aqui apresentados são bem estruturados com partículas fortemente associadas, levando a estabilidade da rede tridimensional também em relação a amplitude de frequência de uma tensão aplicada.[0052] The gelled systems presented here are well structured with strongly associated particles, leading to stability of the three-dimensional network also in relation to the frequency amplitude of an applied voltage.
[0053] Os oleogéis estruturados com quitosana são termorreversíveis e apresentam capacidade de recuperação similar à gordura vegetal hidrogenada após aplicação de força mecânica, especialmente quando a rede é formada pela interação polímero-agente reticulante.[0053] Chitosan-structured oilgels are thermoreversible and have a similar recovery capacity to hydrogenated vegetable fat after application of mechanical force, especially when the network is formed by the polymer-crosslinking agent interaction.
[0054] Frente à mastigação (instrumental), os oleogéis de quitosana com vanilina são mais macios e menos aderentes do que os oleogéis de quitosana com vanilina e tensoativo, proporcionando aplicações variadas na indústria de alimentos, dependendo da sua composição. Além disso, os oleogéis da presente invenção mantiveram o seu grau de dureza durante o armazenamento em temperatura ambiente. Portanto, o presente invento traz oleogéis versáteis, termorreversíveis e estáveis ao longo do tempo, estruturados com um material comestível, sustentável, disponível comercialmente, e biologicamente ativo.[0054] Faced with (instrumental) chewing, chitosan oils with vanillin are softer and less sticky than chitosan oils with vanillin and surfactant, providing varied applications in the food industry, depending on their composition. Furthermore, the oleogels of the present invention retained their hardness degree during storage at room temperature. Therefore, the present invention brings versatile, thermo-reversible and time-stable oilgels, structured with an edible, sustainable, commercially available, and biologically active material.
[0055] A rede contínua tridimensional de quitosana é formada pela interação entre a vanilina e a quitosana. A presença do grupamento aldeído (-CHO) na estrutura da vanilina (3-metoxi-4- benzaldeído) torna-a um agente de reticulação, capaz de reagir com os grupamentos aminos da quitosana (-NH2) e produzir bases de Schiff (N=C) provenientes da formação de ligações covalentes entre esses compostos. Além disso, a presença de grupos hidroxila (-OH) na estrutura da vanilina estabelece ligações de hidrogênio intermoleculares com grupos reativos de quitosana e, assim, formam redes tridimensionais híbridas e reversíveis que dão origem aos oleogéis de quitosana (STROESCU et al., 2015; ZHANG et al., 2015, XU et al., 2018).[0055] The continuous three-dimensional network of chitosan is formed by the interaction between vanillin and chitosan. The presence of the aldehyde group (-CHO) in the structure of vanillin (3-methoxy-4-benzaldehyde) makes it a crosslinking agent, capable of reacting with the amino groups of chitosan (-NH2) and producing Schiff bases (N =C) from the formation of covalent bonds between these compounds. Furthermore, the presence of hydroxyl groups (-OH) in the vanillin structure establishes intermolecular hydrogen bonds with chitosan reactive groups and thus form hybrid and reversible three-dimensional networks that give rise to chitosan oilgels (STROESCU et al., 2015 ; ZHANG et al., 2015, XU et al., 2018).
[0056] O Tween 60® (monoestearato de sorbitano) é um tensoativo não-iônico derivado do polioxietileno, comumente utilizado como emulsificante, dispersante e estabilizante em produtos farmacêuticos, cosméticos e alimentícios. Ademais, este tensoativo apresenta valor de balanço hidrofílico-lipofílico (BHL) maior do que 10, demonstrando afinidade por compostos hidrofílicos (fase aquosa), contribuindo para a formação de emulsões do tipo O/A estáveis (SILVA et al., 2015; LI et al., 2018).[0056]
[0057] O Tween 60® também contribui para a formação da rede tridimensional dos oleogéis. Fica claro que a presença de Tween 60® nos oleogéis modifica a rigidez da rede, alterando algumas propriedades físico-químicas, mecânicas e estruturais, uma vez que os grupamentos hidrofílicos da molécula do tensoativo podem estabelecer ligações de hidrogênio com os grupos hidrofílicos da quitosana e da vanilina.[0057]
[0058] A rede tridimensional de quitosana que compõem os oleogéis da presente invenção apresenta propriedades físico-químicas, mecânicas e estruturais semelhantes àquelas conferidas pelas gorduras sólidas nos alimentos. Desta forma, apresentam potencial como alternativa para substituir a gordura sólida em produtos alimentícios, uma vez que, os oleogéis de quitosana são produtos comestíveis.[0058] The three-dimensional network of chitosan that make up the oleogels of the present invention has physicochemical, mechanical and structural properties similar to those conferred by solid fats in foods. Thus, they have potential as an alternative to replace solid fat in food products, since chitosan oils are edible products.
[0059] Os oleogéis de acordo com a invenção são comestíveis.[0059] The oilgels according to the invention are edible.
[0060] A presente invenção fornece um produto alimentar que inclui um oleogel de acordo com a invenção. O produto alimentar pode ser feito por meio da mistura de ingredientes alimentares com o oleogel em substituição parcial ou total da gordura vegetal parcialmente hidrogenada. A mistura é realizada com o oleogel em seu estado gelificado a 4 °C. O produto alimentar contém entre 50% e 100% de oleogel em sua constituição e refere-se a um biscoito do tipo cookie.[0060] The present invention provides a food product which includes an oleogel according to the invention. The food product can be made by mixing food ingredients with oleogel in partial or total replacement of partially hydrogenated vegetable fat. Mixing is carried out with the oleogel in its gelled state at 4 °C. The food product contains between 50% and 100% of oleogel in its constitution and refers to a cookie type cookie.
[0061] Os biscoitos da invenção incluem, aproximadamente de 7% de proteínas, 21% de gordura (incluindo o óleo gelificado e a gordura da gema de ovo), 69% de carboidratos (sem considerar especificamente o conteúdo de quitosana) e 6% de teor de água total. Usualmente, os biscoitos são preparados por meio de mistura de ingredientes secos (farinha de trigo, açúcar, gordura vegetal hidrogenada, sal e bicarbonato de sódio) e líquidos (ovos e essência de baunilha), seguida da modelagem e do forneamento a 180°C da massa crua.[0061] The biscuits of the invention include approximately 7% protein, 21% fat (including gelled oil and egg yolk fat), 69% carbohydrate (not specifically considering the chitosan content) and 6% of total water content. Biscuits are usually prepared by mixing dry ingredients (wheat flour, sugar, hydrogenated vegetable shortening, salt and sodium bicarbonate) and liquids (eggs and vanilla essence), followed by shaping and baking at 180°C of the raw dough.
[0062] A gordura vegetal hidrogenada contida na preparação ajuda com a formação das propriedades tecnológicas e sensoriais da massa e do produto final. Em quantidades adequadas, a gordura vegetal hidrogenada contribui para o processo de aeração dos biscoitos, tendo em vista a limitada formação da rede de glúten nesse produto.[0062] The hydrogenated vegetable fat contained in the preparation helps with the formation of technological and sensory properties of the dough and the final product. In adequate amounts, the hydrogenated vegetable fat contributes to the aeration process of the cookies, considering the limited formation of the gluten network in this product.
[0063] O produto de biscoito apresenta coloração marrom-claro, crescimento homogêneo, incorporação de ar e crocância. A substituição parcial (50%) ou total (100%) da gordura vegetal hidrogenada por oleogel estruturado com quitosana resulta em biscoitos com adequada taxa de crescimento e de incorporação de ar, crocância e com coloração marrom variando de claro a escuro.[0063] The biscuit product has a light brown color, homogeneous growth, air incorporation and crunchiness. The partial (50%) or total (100%) replacement of hydrogenated vegetable fat by oleogel structured with chitosan results in cookies with an adequate rate of growth and incorporation of air, crunchiness and with a brown color varying from light to dark.
[0064] A quantidade de oleogel utilizado contribuí para as variações das propriedades físico-químicas dos biscoitos.[0064] The amount of oilgel used contributes to the variations in the physicochemical properties of the cookies.
[0065] A fim de avaliar qualitativamente a formação de gel, foi realizada uma inspeção visual para obter evidências de gelificação. As amostras foram colocadas em frascos de vidro de 100 mL (7,5 cm altura × 5,0 cm de diâmetro interno) e após 48 horas de armazenamento a 4 °C, os frascos contendo as amostras foram invertidos a 180° (quando possível) e avaliados visualmente de acordo com o escoamento da mistura como gel (sem escoamento), líquido espesso (escoamento lento) ou líquido (escoamento imediato).[0065] In order to qualitatively assess gel formation, a visual inspection was performed to obtain evidence of gelling. The samples were placed in 100 mL glass vials (7.5 cm height × 5.0 cm internal diameter) and after 48 hours of storage at 4 °C, the vials containing the samples were inverted at 180° (when possible ) and visually evaluated according to the flow of the mixture as a gel (no flow), thick liquid (slow flow) or liquid (immediate flow).
[0066] Todos as amostras foram classificadas como géis, tendo em vista que não escoaram após inversão a 180 ° (Figura 1)[0066] All samples were classified as gels, as they did not drain after 180° inversion (Figure 1)
[0067] A fim de avaliar as propriedades reológicas dos géis foram realizados teste reológicos de varredura de tensão oscilatória, com tensão variando entre 0,01% – 100% sob frequência de 1Hz; de varredura de frequência, com a frequência variando entre 0,1 Hz até 10 Hz, sob uma tensão de 0,01%; de curva de escoamento, com aplicação de taxa de cisalhamento de 1s-1 até 10s-1 ; de varredura do tempo ou ensaio tixotrópico, com aplicação de alternados ciclos de taxa de cisalhamento a 1s-1 e 10s-1 ao longo do tempo. No mesmo equipamento, o teste de varredura de temperatura com variação contínua de 5 – 80 °C e de 80 – 5 °C a uma taxa de 5 °C / min também foi realizado.[0067] In order to evaluate the rheological properties of the gels, rheological testing of oscillatory voltage scanning was performed, with voltage ranging between 0.01% - 100% at a frequency of 1Hz; frequency sweep, with the frequency ranging from 0.1 Hz to 10 Hz, under a voltage of 0.01%; of flow curve, with application of a shear rate from 1s-1 to 10s-1; time sweep or thixotropic assay, with application of alternating cycles of shear rate at 1s-1 and 10s-1 over time. On the same equipment, temperature sweep test with continuous variation of 5 – 80 °C and 80 – 5 °C at a rate of 5 °C / min was also performed.
[0068] Os parâmetros obtidos foram comparados com uma gordura vegetal parcialmente hidrogenada comercial sob as mesmas condições. Todas as análises foram realizadas dentro da região de viscoelasticidade linear do material.[0068] The parameters obtained were compared with a commercial partially hydrogenated vegetable shortening under the same conditions. All analyzes were performed within the linear viscoelasticity region of the material.
[0069] Todas as análises acima foram realizadas a 25 °C em reômetro de tensão controlada AR-G2 (TA Instruments, New Castle, Estados Unidos) equipado com placa geométrica paralela (Cross Hatch, 60 mm steel plate com um gap de 1000 µm) com um sistema “Peltier” para controle de temperatura das placas.[0069] All the above analyzes were performed at 25 °C in a controlled tension rheometer AR-G2 (TA Instruments, New Castle, United States) equipped with a parallel geometric plate (Cross Hatch, 60 mm steel plate with a gap of 1000 µm ) with a “Peltier” system for temperature control of the plates.
[0070] Os resultados dos testes reológicos demonstraram que todos os oleogéis estruturados com quitosana são géis firmes com G’>G’’. Durante os testes de varredura de tensão, o G’ (Pa) variou de aproximadamente 3,0.103 a 5,0.103 na existência da rede tridimensional formada pela interação quitosana-vanilina-tensoativo e pela interação quitosana-vanilina. Os valores de G’/G’’ reforçam a classificação dos géis como fortes, sendo aproximadamente 5 e 7,5 para os oleogéis com adição de tensoativo e apenas com o agente reticulante, respectivamente (Tabela 2).
Tabela 2: Comportamento do módulo elástico (G’) e módulo viscoso (G’’) dos oleogéis de quitosana sob condição de tensão de 0,01% e frequência de 1Hz a 25 °C durante o teste de varredura de tensão.
Table 2: Behavior of elastic modulus (G') and viscous modulus (G'') of chitosan oils under condition of 0.01% tension and frequency of 1Hz at 25 °C during the tension scan test.
[0071] Através dos resultados da tensão crítica (σc), observou-se que todos os oleogéis são mais resistentes à deformação por amplitude de tensão do que a gordura vegetal hidrogenada, especialmente aqueles com maior concentração de vanilina.[0071] Through the results of the critical stress (σc), it was observed that all oilgels are more resistant to deformation by stress amplitude than hydrogenated vegetable fat, especially those with a higher concentration of vanillin.
[0072] O tensoativo mostrou-se como um modulador das propriedades reológicas resultantes da interação polímero-vanilina. Neste sentido, a adição de tensoativo nãoaniônico resultou em géis menos firmes. Além disso, a sua interação com o excesso de vanilina (3%), resultou em um oleogel particularmente estável até a aplicação de tensão mínima de 66%, sugerindo a formação de uma rede mais empacotada. A desestabilização dos demais oleogéis acorreu com a aplicação de uma tensão mínima de 13 a 17% de amplitude (Tabela 3).
Tabela 3: Valores de tensão crítica (σc) obtidos através da análise reológica de varredura de tensão
Table 3: Values of critical stress (σc) obtained through the rheological analysis of stress scanning
[0073] A análise de varredura de frequência foi realizada variando-se a frequência entre 0,1 e 10 Hz e todos os oleogéis apresentaram G’>G’’ e caracterizaram-se como sistemas gelificados bem estruturados com partículas fortemente associadas, indicando estabilidade das redes tridimensionais formadas em relação a frequência de uma tensão aplicada.[0073] The frequency scanning analysis was performed by varying the frequency between 0.1 and 10 Hz and all oilgels showed G'>G'' and were characterized as well-structured gelled systems with strongly associated particles, indicating stability of three-dimensional networks formed in relation to the frequency of an applied voltage.
[0074] Os resultados demonstraram a influência da vanilina para a rigidez do gel ao longo do teste. Dessa forma, acredita-se que a reticulação da cadeia polimérica de quitosana pela condensação com a vanilina torna os movimentos moleculares restritos, fortalecendo a rede. No entanto, o excesso de vanilina no meio tende a enfraquecer a mesma, provavelmente, pela formação de ligações de hidrogênio que apresentam caráter reversível (Figura 2).[0074] The results demonstrated the influence of vanillin for gel stiffness throughout the test. Thus, it is believed that the crosslinking of the chitosan polymer chain by condensation with vanillin restricts molecular movements, strengthening the network. However, the excess of vanillin in the medium tends to weaken it, probably due to the formation of reversible hydrogen bonds (Figure 2).
[0075] A aplicação de diferentes taxas de cisalhamento variando de 1s-1 até 10s-1 demonstrou o comportamento pseudoplástico dos materiais resultante da formação de uma rede tridimensional organizada formada por ligações covalentes e ligações de hidrogênio, que contribuem para alta viscosidade em baixas taxas de cisalhamento. O aumento da taxa de deformação do material provoca ruptura da rede tridimensional e o alinhamento da cadeia polimérica na direção da força cisalhante, diminuindo a viscosidade do meio (Figura 3).[0075] The application of different shear rates ranging from 1s-1 to 10s-1 demonstrated the pseudoplastic behavior of the materials resulting from the formation of an organized three-dimensional network formed by covalent bonds and hydrogen bonds, which contribute to high viscosity at low rates of shear. The increase in the material's deformation rate causes rupture of the three-dimensional network and the alignment of the polymeric chain in the direction of the shear force, decreasing the viscosity of the medium (Figure 3).
[0076] A aplicação de taxas de cisalhamento constantes (Figura 4) provoca lenta e gradativa diminuição nas viscosidades dos oleogéis com o decorrer do tempo, porém com o aumento da taxa de cisalhamento de 1s-1 para 10s-1 , demonstrou-se o comportamento pseudoplástico dos materiais elucidado através da análise de curva de escoamento.[0076] The application of constant shear rates (Figure 4) causes a slow and gradual decrease in the viscosities of oleogels over time, but with the increase in the shear rate from 1s-1 to 10s-1, it was demonstrated that pseudoplastic behavior of the materials elucidated through the analysis of the flow curve.
[0077] A diminuição da taxa de cisalhamento de 10s-1 para 1s-1 promoveu aumento das viscosidades das amostras, indicando comportamento tixotrópico devido às propriedades de recuperação da estrutura através do reestabelecimento das conexões da rede tridimensional. Portanto, independente da composição química, o cisalhamento não foi capaz de provocar desestruturação permanente na rede tridimensional dos oleogéis de quitosana e degradar totalmente as propriedades mecânicas do gel.[0077] The decrease of the shear rate from 10s-1 to 1s-1 promoted an increase in the viscosities of the samples, indicating thixotropic behavior due to the recovery properties of the structure through the reestablishment of the connections of the three-dimensional network. Therefore, regardless of the chemical composition, shear was not able to cause permanent disruption in the three-dimensional network of chitosan oils and totally degrade the mechanical properties of the gel.
[0078] O percentual de recuperação foi maior naqueles oleogéis adicionados apenas de agente reticulante do que naqueles também adicionados de tensoativo. Esse fato devese a maior possibilidade de formação de bases de Schiff para reestruturação da rede tridimensional, tendo em vista que é possível que o tensoativo torne a redistribuição dos pontos de interação da rede tridimensional mais aleatória no estado de repouso.[0078] The recovery percentage was higher in those oil gels added only with crosslinking agent than in those also added with surfactant. This fact is due to the greater possibility of formation of Schiff bases for restructuring the three-dimensional network, considering that it is possible that the surfactant makes the redistribution of the three-dimensional network interaction points more random in the resting state.
[0079] A aplicação de temperatura não provocou ruptura da rede tridimensional dos oleogéis, apesar de ter provocado a sua desestabilização, visualizada pela diminuição do G’ com o decorrer do aumento da temperatura, indicando estabilidade térmica. Além disso, ao ser aplicada uma variação de temperatura de 80 a 5 °C foi observado aumento do G’, indicando termorreversibilidade das estruturas das amostras. Ao final da análise, os oleogéis apresentaram G’ final superior ao G’ inicial.[0079] The application of temperature did not cause disruption of the three-dimensional network of oleogels, despite having caused its destabilization, visualized by the decrease in G’ with the increase in temperature, indicating thermal stability. Furthermore, when a temperature variation of 80 to 5 °C was applied, an increase in G’ was observed, indicating thermo-reversibility of the sample structures. At the end of the analysis, the oilgels presented a final G’ higher than the initial G’.
[0080] Esse fenômeno pode estar relacionado ao polimorfismo dos cristais de vanilina que ao fundirem entre 51 e 63 °C no meio oleoso, adquiriram uma forma mais estável durante a recristalização, aumentando, consequentemente, o caráter sólido (G’>G’’) dos oleogéis.[0080] This phenomenon may be related to the polymorphism of vanillin crystals that, when melting between 51 and 63 °C in the oily medium, acquired a more stable form during recrystallization, consequently increasing the solid character (G'>G'' ) of oils.
[0081] Oleogéis desenvolvidos com tensoativo apresentaram, proporcionalmente, aumento do G’ final inferior aos oleogéis formulados com apenas o agente reticulante, indicando uma possível influência do tensoativo na redistribuição dos pontos de interação da rede tridimensional durante o resfriamento, visualizada também no ensaio de varredura de tempo.[0081] Oilgels developed with surfactant showed, proportionally, an increase in the final G' lower than oilgels formulated with only the crosslinking agent, indicating a possible influence of the surfactant on the redistribution of points of interaction of the three-dimensional network during cooling, also seen in the test of time scan.
[0082] Os oleogéis de quitosana do presente invento demonstram termoreversibilidade com potencial aplicação em alimentos que necessitam de cisalhamento durante a produção, devido à capacidade de recuperar sua funcionalidade e propriedades mecânicas (Tabela 4).
Tabela 4: Módulo elástico (G’) e módulo viscoso (G’’) dos oleogéis a 5°C durante o teste reológico de varredura de temperatura com variação contínua
Table 4: Elastic modulus (G') and viscous modulus (G'') of oleogels at 5°C during the rheological temperature sweep test with continuous variation
[0083] A fim de avaliar as propriedades de textura dos géis foi realizada a análise do perfil de textura em alíquotas padronizadas de 40 g de cada oleogel em frasco de vidro de 100 mL (7,5 cm altura × 5,0 cm de diâmetro interno). Os parâmetros obtidos foram comparados com uma gordura vegetal parcialmente hidrogenada comercial, sob as mesmas condições.[0083] In order to assess the texture properties of the gels, the texture profile analysis was performed in standardized 40 g aliquots of each oilgel in a 100 mL glass bottle (7.5 cm height × 5.0 cm diameter internal). The parameters obtained were compared with a commercial partially hydrogenated vegetable shortening, under the same conditions.
[0084] A análise foi realizada utilizando o equipamento texturômetro TA-XT plus (Stable Micro Systemn Ltd, Surrey, Inglaterra) equipado com uma sonda cilíndrica (36 mm de diâmetro) que realizou um ciclo duplo de compressão vertical das amostras sob as seguintes condições, visando simular a ação da mandíbula durante o processo de mastigação fisiológica: a) velocidade pré-teste = 13,0 mm/seg; b) velocidade do teste = 10,0 mm/seg; c) velocidade pós-teste = 13,0 mm/seg; d) distância de compressão = 15,0 mm; e) força de contato = 0,10 N (MENG et al., 2018).[0084] The analysis was performed using the TA-XT plus texturometer equipment (Stable Micro Systemn Ltd, Surrey, England) equipped with a cylindrical probe (36 mm in diameter) that performed a double cycle of vertical compression of the samples under the following conditions , aiming to simulate the action of the mandible during the physiological chewing process: a) pre-test speed = 13.0 mm/sec; b) test speed = 10.0 mm/sec; c) post-test speed = 13.0 mm/sec; d) compression distance = 15.0 mm; e) contact force = 0.10 N (MENG et al., 2018).
[0085] Os parâmetros de dureza, adesividade, elasticidade, coesividade, mastigabilidade, gomosidade e resiliência foram determinados por meio de um gráfico que relacionou a força de compressão (N) × tempo (seg) pelo software do equipamento (Exponent software package, version 6.1.9.1). Os parâmetros de textura também são influenciados pelas interações poliméricas presentes nos géis (Tabela 5).[0085] The parameters of hardness, adhesiveness, elasticity, cohesiveness, chewiness, gummyness and resilience were determined using a graph that related the compression force (N) × time (sec) by the equipment software (Exponent software package, version 6.1.9.1). Texture parameters are also influenced by polymer interactions present in the gels (Table 5).
[0086] Os oleogéis contendo tensoativo apresentam maior dureza e adesividade, bastante similares à gordura vegetal hidrogenada.
Tabela 5: Propriedades de dureza, adesividade, elasticidade, coesividade e resiliência dos oleogéis e da gordura vegetal parcialmente hidrogenada determinada pelo Perfil de Análise de Textura
Table 5: Properties of hardness, adhesiveness, elasticity, cohesiveness and resilience of oilgels and partially hydrogenated vegetable shortening determined by the Texture Analysis Profile
[0087] Os oleogéis estruturados por quitosana-agente tensoativo apresentam maior maciez e menor adesividade, ao mesmo tempo que foram mais estáveis reologicamente. É provável que a presença de tensoativo, resulte em géis com capacidade de estruturação do produto final similar à da gordura vegetal hidrogenada, enquanto aqueles géis apenas com o agente reticulante apresentam maior potencial para substituição de gorduras com redes cristalinas menos empacotadas como margarinas e manteigas, ampliando as possibilidades de utilização dos oleogéis estruturados com quitosana como substitutos de gordura sólida. Espera-se que estes últimos sejam capazes de produzir massas menos frágeis, facilitando o manuseio das mesmas durante a desenvolvimento de um alimento.[0087] Oleogels structured by chitosan-surfactant have greater softness and less adhesiveness, while they were more rheologically stable. It is likely that the presence of surfactant results in gels with a capacity for structuring the final product similar to that of hydrogenated vegetable shortening, while those gels only with the crosslinking agent have greater potential for replacing fats with less packed crystalline networks such as margarines and butters, expanding the possibilities of using chitosan-structured oil gels as solid fat substitutes. It is expected that the latter are capable of producing less fragile masses, facilitating their handling during the development of a food.
[0088] É possível que a presença de tensoativo tenha aumentado as zonas de junções transitórias dando um caráter menos coeso para os oleogéis de quitosana. Por fim, todos os oleogéis estruturados com quitosana demonstraram propriedades de recuperação (elasticidade) da sua estrutura iguais à gordura vegetal hidrogenada. Vale destacar que mimetizar a característica de elasticidade da gordura vegetal hidrogenada é fundamental para o desenvolvimento de produtos com adequada substituição desta gordura.[0088] It is possible that the presence of surfactant has increased the transitory junction zones giving a less cohesive character to the chitosan oilgels. Finally, all oleogels structured with chitosan showed properties of recovery (elasticity) of their structure equal to hydrogenated vegetable fat. It is noteworthy that mimicking the elasticity characteristic of hydrogenated vegetable fat is essential for the development of products with adequate replacement of this fat.
[0089] A fim de caracterizar a presença de grupamentos químicos e auxiliar a elucidação da estrutura da rede tridimensional nos oleogéis, foi realizada a análise de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) da quitosana no seu estado puro, da vanilina, do óleo de canola, do Tween 60® e dos oleogéis estruturados com quitosana.[0089] In order to characterize the presence of chemical groups and help elucidate the structure of the three-dimensional network in oleogels, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis of chitosan in its pure state, of vanillin, of the canola oil,
[0090] As amostras foram analisadas em Espectrômetro Nicolet iS50 (ThermoScientific, Waltham, Massachusetts, Estados Unidos), utilizando a região espectral na faixa de 4000 a 600 cm-1 , com resolução de 4 cm-1 e um total de 32 varreduras para cada amostra utilizando a técnica de reflectância total atenuada (ATR). Todas as amostras foram analisadas sem necessidade de preparo prévio, podendo estar no estado líquido ou sólido.[0090] The samples were analyzed in Nicolet iS50 Spectrometer (ThermoScientific, Waltham, Massachusetts, United States), using the spectral region in the range from 4000 to 600 cm-1 , with a resolution of 4 cm-1 and a total of 32 scans for each sample using the attenuated total reflectance (ATR) technique. All samples were analyzed without the need for prior preparation, and could be in liquid or solid state.
[0091] Sugere-se a estruturação da rede polimérica formada nesses oleogéis de acordo com a Figura 5. Essa estrutura pode ser sugerida devido a elucidação dos espectros por FTIR (Figura 6). Observa-se as possíveis interações químicas estabelecidas entre a quitosana, o agente de reticulação (vanilina) e o tensoativo (Tween 60®) que deram origem a estrutura da rede tridimensional, capaz de aprisionar o óleo vegetal de canola.[0091] It is suggested the structuring of the polymeric network formed in these oilgels according to Figure 5. This structure can be suggested due to the elucidation of the spectra by FTIR (Figure 6). The possible chemical interactions established between chitosan, the crosslinking agent (vanillin) and the surfactant (
[0092] Os espectros de FTIR sugerem que a reticulação da cadeia polimérica da quitosana ocorre através da reação do grupamento amino da quitosana com o grupamento aldeído da vanilina, levando à formação de bases de Schiff (C=N) representadas pelos picos de absorção em 1643 cm-1 e 1662 cm-1 para os oleogéis com 1% e com 3% de vanilina, respectivamente, independente da presença de tensoativo.[0092] The FTIR spectra suggest that the crosslinking of the polymeric chain of chitosan occurs through the reaction of the amino group of chitosan with the aldehyde group of vanillin, leading to the formation of Schiff bases (C=N) represented by the absorption peaks in 1643 cm-1 and 1662 cm-1 for oleogels with 1% and with 3% vanillin, respectively, regardless of the presence of surfactant.
[0093] Quanto maior a quantidade de vanilina no meio de reação, mais bases de Schiff são formadas. Por outro lado, a presença de tensoativo no meio reacional provoca uma diminuição na formação das bases de Schiff, fato relacionado ao aumento das interações por ligação de hidrogênio entre o Tween 60® e os grupamentos reativos da quitosana e da vanilina.[0093] The greater the amount of vanillin in the reaction medium, the more Schiff bases are formed. On the other hand, the presence of surfactant in the reaction medium causes a decrease in the formation of Schiff bases, a fact related to the increase in interactions by hydrogen bonding between
[0094] A presença de gordura vegetal hidrogenada, rica em ácidos graxos trans nos produtos de panificação exerce funções como lubrificação da massa e incorporação de ar, tornando-a mais macia. Além disso, a presença de gordura promove o melhoramento da cor e aumento da estabilidade e da vida útil do produto final.[0094] The presence of hydrogenated vegetable fat, rich in trans fatty acids in bakery products has functions such as dough lubrication and air incorporation, making it softer. In addition, the presence of fat promotes color improvement and increased stability and shelf life of the final product.
[0095] Em sua maioria, os cookies substituídos parcialmente (50%) apresentaram aspecto visual homogêneo, com formato circular mais regular, com tamanho similar entre eles e coloração marrom-clara do que os cookies com substituição total (100%).[0095] Most of the partially replaced cookies (50%) had a homogeneous visual appearance, with a more regular circular shape, with similar size between them and light brown color than the cookies with full replacement (100%).
[0096] Os cookies substituídos totalmente com oleogéis que possuem tensoativo deram origem a biscoitos com menor tamanho quando comparados aos cookies desenvolvidos com oleogéis sem tensoativo.[0096] Cookies replaced entirely with oleogels that have surfactant gave rise to cookies with smaller size when compared to cookies developed with oleogels without surfactant.
[0097] O uso dos oleogéis provocou maior incorporação de ar nos cookies com substituição total da gordura, melhorando as suas propriedades tecnológicas. Além disso, de uma forma geral, os biscoitos desenvolvidos com 100% de substituição demonstram adequado grau de dureza e crocância. Dessa forma, os resultados de dureza e crocância indicam que os oleogéis podem atuar como bons substitutos de gordura quando utilizados na mesma proporção que a gordura em produtos de panificação.[0097] The use of oleogels caused greater incorporation of air in cookies with total replacement of fat, improving their technological properties. Furthermore, in general, biscuits developed with 100% replacement demonstrate an adequate degree of hardness and crunchiness. Thus, the hardness and crispness results indicate that oleogels can act as good fat substitutes when used in the same proportion as the fat in baked products.
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| BR102020007194-7A BR102020007194A2 (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | COMPOSITIONS FOR THE STRUCTURING OF VEGETABLE OIL IN EDIBLE GEL WITH CHITOSONE, VANILIN AND/OR SURFACE-ACTIVE; PROCESS TO OBTAIN SUCH COMPOSITION, USE OF STRUCTURED COMPOSITION OF VEGETABLE OIL IN EDIBLE GEL WITH CHITOSAN, VANILLIN AND/OR SURFACE-ACTIVE AS A SUBSTITUTE OF HYDROGENATED VEGETABLE FAT IN FOOD PRODUCTS |
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| BR (1) | BR102020007194A2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114586969A (en) * | 2022-04-01 | 2022-06-07 | 中国海洋大学 | Whey protein isolate-carboxymethyl chitosan oleogel and preparation method and application thereof |
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2020
- 2020-04-09 BR BR102020007194-7A patent/BR102020007194A2/en not_active Application Discontinuation
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