FDa Europa, há um compromisso com várias estratégias científicas e políticas voltadas à promoção da pesquisa para o desenvolvimento de alimentos saudáveis, implementando políticas de economia circular através da busca por fontes alternativas de ingredientes comercialmente viáveis. Subprodutos agrícolas são particularmente interessantes entre as possíveis fontes, pois constituem excelentes fontes de fibras alimentares. Entre esses estão os cítricos, o caqui e a melancia.
Diante da necessidade de aumentar a produção de alimentos de forma sustentável, melhorar a qualidade nutricional e funcional dos alimentos produzidos e atender às demandas dos consumidores que buscam produtos mais naturais que impactem positivamente a sua saúde, a Europa está adotando diversas estratégias e políticas científicas para promover pesquisas voltadas ao desenvolvimento de alimentos saudáveis e à implementação de políticas de economia circular através da busca por fontes alternativas de ingredientes comercialmente viáveis.
Subprodutos Agrícolas: Fontes Alternativas para Exploração de Ingredientes Alimentares
Entre as potenciais fontes alternativas para ingredientes alimentares, os subprodutos agrícolas são particularmente interessantes devido à quantidade significativa gerada anualmente e ao excelente conteúdo de fibras alimentares. Um dos desafios na sua implementação industrial muitas vezes surge devido à sua sazonalidade. Assim, uma estratégia potencial é projetar processos de biorrefinaria que possam ser aplicados aos resíduos obtidos em diferentes períodos do ano.
Valorização Integral dos Subprodutos de Cítricos, Melancia e Caqui para a Produção de Pectinas e Produtos de “Toppings” Extrusados
Neste contexto, estamos trabalhando no projeto VALUÓS (Valorização Integral e Contínua de Resíduos Agrícolas da Região de Valência para a Produção de Ingredientes Alimentares Funcionais), onde estamos conduzindo uma valorização integral dos resíduos agrícolas gerados ao longo do ano para obter ingredientes de valor agregado. Especificamente, estamos desenvolvendo uma estratégia de valorização integral que abrange a maior parte do calendário anual, focando em três grandes grupos de culturas: cítricos, melancia e caqui, juntamente com seus respectivos subprodutos. Especificamente, a estratégia baseia-se em uma abordagem de valorização em cascata, obtendo:
- Extratos Ricos em Pectina: Primeiramente, extratos ricos em pectina com várias funcionalidades úteis na indústria alimentícia.
- Produtos Extrusados (Toppings Expandidos): Utilizando o processamento por extrusão do subproduto restante rico em fibras para desenvolver produtos de “toppings” expandidos.
O Poder de Gelificação das Pectinas de Subprodutos Agrícolas: Aplicações nas Indústrias Alimentar e Farmacêutica
A pectina é um polissacarídeo complexo com propriedades emulsificantes, gelificantes e texturizantes. A alta demanda por pectina e a diversidade de propriedades físico-químicas e funcionais associadas à sua estrutura molecular motivam a busca e o estudo de outras fontes.
As pectinas estão localizadas nas paredes celulares da maioria das plantas terrestres, tornando-as amplamente disponíveis. No entanto, comercialmente, elas são obtidas apenas a partir do bagaço de maçã e da casca de cítricos devido ao seu alto rendimento de extração.
A melancia e o caqui são fontes altamente interessantes de pectina
Tanto a melancia quanto o caqui são fontes altamente interessantes de pectina, com conteúdos estimados de 13-35% para melancia e 4-12% para caqui. Portanto, esses subprodutos são uma fonte potencialmente muito lucrativa de pectina, além de serem uma opção sustentável e de alto valor agregado, promovendo a economia circular.
Além disso, suas propriedades funcionais e tecnológicas podem ser ajustadas dependendo das condições de extração. Nesse sentido, vale destacar a importância da caracterização estrutural e funcional adequada para projetar os processos de extração de acordo com a aplicação final desejada.
A estrutura e a composição das pectinas são muito heterogêneas e difíceis de determinar, dependendo da fonte e do método de extração, afetando consequentemente suas propriedades funcionais e tecnológicas.
De fato, propriedades como a capacidade emulsificante e estabilizadora dependem não apenas da fonte de extração, que determinará, por exemplo, a composição monossacarídica da pectina, mas, em grande medida, das condições de extração, que, por sua vez, afetarão o peso molecular, o conteúdo de proteínas residuais e a estrutura da pectina.
Até hoje, as pectinas comerciais são produzidas apenas utilizando resíduos de cítricos ou bagaço de maçã e por meio de processos voltados para a obtenção de ingredientes altamente purificados. No projeto VALUÓS, estamos trabalhando em duas inovações nesta área:
- Processo Simples e Sustentável para a Extração de Pectina: Primeiramente, dentro do próprio processo de extração, visando simplificá-lo para torná-lo mais sustentável e para obter pectinas com funcionalidades adicionais. Com os processos de extração desenvolvidos e com base em experiência anterior, esperamos aumentar a capacidade emulsificante das pectinas obtidas em pelo menos 50% em comparação com as comerciais.
- Subprodutos de Caqui e Melancia para a Extração de Pectina: Estamos utilizando duas fontes novas e alternativas de resíduos agrícolas (caqui e melancia), altamente relevantes e com altos volumes de produção, para a extração de pectina. A estrutura diferente dessas novas fontes de pectina também pode expandir seus usos potenciais, para aplicações onde outros ingredientes alimentares são atualmente utilizados.
Conforme mencionado anteriormente, os estabilizantes/texturizantes atualmente utilizados em sobremesas (amidos, gomas e carragenas) são produtos caros e, em alguns casos, sua extração leva à superexploração de recursos naturais.
Aplicação em Produtos Lácteos: Pectinas Obtidas por meio da Valorização de Subprodutos
Neste projeto, estamos estudando a possibilidade de substituir alguns dos ingredientes estabilizantes/texturizantes anteriores na formulação de sobremesas lácteas com pectinas obtidas por meio da valorização de subprodutos. Nosso objetivo final é garantir que essa substituição não afete as propriedades organolépticas ou físico-químicas do produto final.
O uso de pectinas obtidas por meio da valorização de subprodutos oferece várias vantagens:
- Reduz os custos do produto final, permitindo maior acesso ao consumidor.
- Facilita a utilização de um resíduo agrícola, convertendo-o em matéria-prima.
- Permite o desenvolvimento de sobremesas inovadoras que incluem essa pectina, aproveitando as funcionalidades adicionais que ela oferece.
- Permite a redução do teor de açúcar por meio da substituição parcial com pectinas.
Toppings ricos em fibras para sobremesas feitas a partir de subprodutos de cítricos, caqui e melancia
Outra linha de trabalho em nosso projeto foca no uso da fração rica em fibras restante após a extração da pectina de vários subprodutos para desenvolver produtos extrusados (como snacks ou toppings) com alto teor de fibras, possivelmente contendo também moléculas antioxidantes interessantes do ponto de vista nutricional.
Para a obtenção de ingredientes e moléculas com funcionalidades, empregamos processos de extração sustentáveis.
Alinhado à sustentabilidade, outra tendência atual é a simplificação dos processos de extração. Há evidências crescentes relacionadas aos benefícios nutricionais de fibras menos purificadas. Portanto, embora os processos industriais tradicionais tenham sido projetados para obter moléculas e ingredientes altamente purificados, o desenho de processos mais simples traz uma série de vantagens indubitavelmente atraentes, não apenas no nível de implementação industrial (simplificação de procedimentos, vantagens econômicas dos processos, maiores rendimentos das substâncias obtidas), mas também no nível nutricional.
Nesse sentido, foi observado em vários tipos de biomassa, como a biomassa marinha, que a simplificação dos processos resulta em ingredientes com propriedades tecnológicas igualmente interessantes, mas também com benefícios funcionais claros, relacionados à não remoção de moléculas bioativas durante os processos de extração simplificados.
No projeto Valuós, estamos obtendo produtos ricos em fibras a partir de subprodutos agrícolas por meio de processos de extrusão.
A extrusão é uma técnica de processamento de alimentos a alta temperatura e curto tempo (HTST) que produz várias mudanças na forma, estrutura e composição do ingrediente/produto. Ela permite a gelatinização do amido, desnatura a proteína e forma complexos entre lipídios, amido e proteínas que levam a mudanças na microestrutura, características químicas e forma macroscópica do produto.
É uma tecnologia muito versátil que aceita ingredientes de subprodutos da indústria agroalimentar e, sendo um processo de alta temperatura e curto prazo, garante a segurança do produto sem alterar significativamente seu valor nutricional.
Incorporando fibras em produtos extrusados: uma oportunidade para a utilização de subprodutos
Estudos sobre a incorporação de fibras em produtos extrusados geralmente mostram que a extrusão melhora a proporção de fibras solúveis. Além disso, a combinação de fibras com agentes texturizantes como amidos, carbonato de cálcio e outros ingredientes, juntamente com ajustes nas condições do processo, melhora a distribuição de bolhas de vapor dentro do produto, aumentando a nucleação e a uniformidade.
Isso torna a incorporação de fibras em produtos extrusados uma oportunidade para a utilização de subprodutos e a produção de produtos expandidos que podem ser usados como toppings em sobremesas lácteas devido à sua contribuição nutricional.v
IATA-CSIC, AINIA e Productos lácteos Romar, alinhados na valorização de subprodutos agrícolas
Tudo isso está sendo desenvolvido no âmbito de um consórcio que cobre toda a cadeia de valor, incluindo IATA-CSIC, AINIA e Postres lácteos Romar. Para completar a cadeia de valor, também contamos com a colaboração da ANECOOP, que nos fornece os subprodutos. Este projeto é financiado pela AVI (Agência Valenciana de Inovação).
O IATA está trabalhando na obtenção de pectinas de vários subprodutos agrícolas, como caqui, melancia e frutas cítricas, em escala laboratorial, caracterizando-os e implementando processos para melhorar sua funcionalidade.
Na AINIA, focamos na avaliação das propriedades tecnológicas das pectinas de caqui obtidas em escala laboratorial pelo IATA para a produção de confeitos. Os resultados iniciais indicam boas propriedades de gelificação das pectinas de caqui, além de resultar em um produto com uma aparência mais natural que permite doses de inclusão menores em comparação com outras pectinas comerciais.
A Postres lácteos Romar está trabalhando na avaliação de novas formulações usando as pectinas obtidas a partir dos processos desenvolvidos pelo IATA em produtos como pudins e cremes.
Além disso, na AINIA, começamos a trabalhar na utilização de frações ricas em fibras resultantes dos processos de extração de caqui e melancia em formulações para obter novos ingredientes extrusados expandidos para incorporação em sobremesas. Estes são avanços significativos na obtenção de compostos de interesse para a indústria alimentícia a partir de seus próprios subprodutos.
