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Triagem, Caracterização e Integração de Proteínas Vegetais em Alimentos

A demanda por produtos isentos de carne sugere que os fabricantes e formuladores de alimentos estão sob crescente pressão para desenvolver novas formulações e produtos isentos de componentes de origem animal. Com proteínas de carne testadas e comprovadas desempenhando diversas funções, incluindo emulsificação e estabilização, substituí-las por alternativas derivadas de plantas nem sempre é uma tarefa simples. O Turbiscan DNS permite que os formuladores caracterizem o desempenho de emulsificação, estabilização e solubilização de proteínas, acelerando o desenvolvimento de formulações à base de proteínas vegetais com rapidez e precisão.

É fato estabelecido que comer menos carne é melhor para o meio ambiente.1,2 Em comparação com o cultivo de culturas para consumo, a criação de gado para alimentação é altamente exigente em termos de recursos e energeticamente ineficiente. Como resultado, a pegada de carbono por caloria de carne é, em geral, consideravelmente superior à de alimentos à base de plantas, como frutas, vegetais e nozes. Há também muitas evidências que sugerem que a redução da quantidade de carne na dieta, em favor de produtos integrais à base de plantas, pode reduzir significativamente o risco de doenças cardiometabólicas, como doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2.3

Como resultado, uma proporção crescente de consumidores está optando por reduzir a quantidade de carne que comem – ou eliminá-la completamente de suas dietas.4 Em uma pesquisa de 2019 com 3.627 adultos nos EUA, 41% afirmaram que comiam menos carne por razões ambientais – enquanto no Reino Unido, o consumo total de carne diminuiu cerca de 17% entre 2008 e 2018.5

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Proteínas Vegetais Estão em Ascensão

Fabricantes industriais de alimentos estão sob pressão para atender à demanda por uma produção alimentar mais responsável, com menores emissões de carbono, e para acomodar as preferências alimentares de vegetarianos e veganos. Isso está sendo alcançado principalmente pela diminuição do uso de aditivos de origem animal, optando-se por matérias-primas vegetais. Isso é especialmente relevante para proteínas — e não se trata apenas de substitutos de carne à base de plantas. As proteínas são uma classe de aditivos extremamente ampla e versátil na indústria alimentícia, exercendo diversos papéis como emulsificantes, estabilizantes, agentes de espuma e agentes de textura. Além disso, as proteínas são componentes essenciais da nossa dieta e desempenham um papel importante na sensação de saciedade. Em comparação com proteínas animais, as proteínas vegetais oferecem muitas vantagens: exigem menos recursos, têm menor pegada de carbono e são compatíveis com dietas veganas e vegetarianas. No entanto, replicar as características das proteínas de origem animal usando proteínas vegetais é um desafio para os fabricantes de alimentos. Proteínas vegetais geralmente apresentam baixa ou má solubilidade e desempenho inferior ao de emulsificantes convencionais, tanto em termos de eficiência quanto de estabilidade do produto final.  
 

Os Desafios de Trabalhar com Proteínas Vegetais

A composição e o comportamento das proteínas de origem vegetal podem variar significativamente dependendo da planta de onde são extraídas — algumas das escolhas mais populares incluem soja, ervilha, grão-de-bico e outras leguminosas. Além disso, as características dos aditivos de origem vegetal podem variar conforme o local de cultivo, o método de purificação e a funcionalização química aplicada. Tudo isso faz com que, para fabricantes de alimentos, substituir um aditivo proteico de origem animal por um de origem vegetal seja uma tarefa complexa. Após selecionar a proteína adequada, os fabricantes devem determinar a formulação ótima utilizando essa proteína (considerando o impacto no custo da formulação) e, em seguida, adaptar os processos para trabalhar com o novo ingrediente. Essa etapa final é um desafio especial, principalmente em relação à solubilização — que frequentemente é mais difícil e demanda mais tempo ao trabalhar com proteínas vegetais.

Caracterização Rápida e Fácil do Desempenho de Aditivos de Proteínas Vegetais

No entanto, não existem métodos padronizados para testar e caracterizar o desempenho de proteínas em processos como solubilização, emulsificação e estabilização.7 No entanto, embora possa não haver testes "padrão", tudo isto pode ser avaliado, sendo que os fabricantes de alimentos normalmente elaboram os testes que lhes permitem avaliar e comparar formulações internamente.

Infelizmente, esses testes geralmente exigem experimentação demorada usando vários equipamentos caros. Além disso, muitos desses testes (como avaliações de turbidez) baseiam-se em observações visuais demoradas e imprecisas, em vez de medições digitais rápidas e reproduzíveis de forma confiável.

O Turbiscan DNS é a primeira plataforma completa para estudos de dispersibilidade e estabilidade, permitindo que a eficiência da proteína seja avaliada com um único experimento executado em um único instrumento. Usando múltiplo espalhamento estático de luz (SMLS), o Turbiscan DNS permite uma rápida quantificação on-line das propriedades de solubilização, emulsificação e estabilização.

Para a linha de produtos

A análise do espalhamento de luz, através de uma amostra, permite que o Turbiscan DNS detecte pequenas mudanças no tamanho e na concentração das partículas com alta sensibilidade, levando ao estado de dispersão rápido e quantitativo e ao monitoramento da desestabilização. Concebido para máxima facilidade de uso, o Turbiscan DNS permite a medição on-line do tamanho das partículas sem necessidade de amostragem ou intervenção humana – eliminando amostragem e testes manuais demorados.

A aquisição de dados de alta frequência significa que o analisador multifuncional fornece informações de alta resolução sobre a cinética da sua amostra, com dados qualitativos consistentes para comparações significativas entre formulações.

Para saber mais sobre como o Turbiscan DNS pode ajudar os formuladores a economizar tempo e tomar melhores decisões, entre em contato conosco para solicitar uma demonstração ou um orçamento.

Referências

  1. Do you want to reduce the carbon footprint of your food? Focus on what you eat, not whether your food is local. Our World in Data.
  2. Poore, J. & Nemecek, T. Reducing food’s environmental impacts through producers and consumers. Science 360, 987–992 (2018).
  3. Petersen, K. S. et al. Healthy Dietary Patterns for Preventing Cardiometabolic Disease: The Role of Plant-Based Foods and Animal Products. Curr Dev Nutr 1, cdn.117.001289 (2017).
  4. What share of people say they are vegetarian, vegan, or flexitarian? Our World in Data.
  5. Mitchell, T. US Public Views on Climate and Energy. Pew Research Center Science & Society
  6. Potier, M., Darcel, N. & Tomé, D. Protein, amino acids and the control of food intake. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care 12, 54–58 (2009).
  7. McClements, D. J., Lu, J. & Grossmann, L. Proposed Methods for Testing and Comparing the Emulsifying Properties of Proteins from Animal, Plant, and Alternative Sources. Colloids and Interfaces 6, 19 (2022).

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