Pesquisadores investigam substitutos extraídos de óleo de girassol
A ingestão de lipídios, os óleos e gorduras, fornece ingredientes essenciais para nosso metabolismo. No entanto, a preocupação com os diversos problemas cardiovasculares causados pelo consumo em excesso de colesterol e gorduras saturadas provenientes de alimentos de origem animal estimulou o desenvolvimento de fontes alternativas de lipídios.
Entre essas fontes estão as gorduras vegetais hidrogenadas que, por serem de origem vegetal, são livres de colesterol. Apesar disso, elas contêm as chamadas gorduras trans, apontadas como causadoras não só do aumento dos níveis de LDL, o “colesterol ruim”, como também da diminuição do HDL, o “colesterol bom”. Assim, a utilização das gorduras trans têm sido alvo de restrições e proibições ao redor do mundo.
Neste contexto, pesquisadores da Universidad de Buenos Aires e Universidad Nacional de San Martín, na Argentina, e da Utah State University, nos Estados Unidos, utilizaram as estações experimentais de espalhamento de raios-x do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para investigar as propriedades de gorduras extraídas de um tipo particular de óleo de girassol como substitutas das gorduras trans em produtos alimentícios industrializados.
Óleos e Gorduras
Tanto óleos quanto gorduras são formados por misturas complexas de substâncias chamadas Triacilgliceróis – popularmente chamados triglicerídios ou triglicérides – que são moléculas orgânicas formadas a partir de uma molécula de glicerol e três de ácidos graxos.
A diferença entre eles está na forma como se apresentam à temperatura ambiente devido à sua estrutura molecular. Em linhas gerais, óleos são líquidos por serem formados de ácidos graxos de cadeia mais curta, enquanto gorduras são sólidas por serem formadas por ácidos graxos de cadeia mais longa.
Além disso, a quantidade de insaturações nas cadeias orgânicas, isto é, o número de ligações duplas entre átomos de carbono, também influencia no estado físico dos lipídios. Lipídios mono- ou poli-insaturados possuem ponto de fusão menor que lipídios saturados com cadeias carbônicas de mesmo tamanho.
Ainda, uma mesma molécula de ácido graxo pode se apresentar na forma geométrica cis ou trans. Esses termos indicam a posição relativa entre cadeias carbônicas em uma mesma ligação dupla de carbono. Lipídios formados de ácidos graxos cis são menos resistentes a variações de temperatura e possuem ponto de fusão menor que os formados por ácidos graxos na conformação trans.
Do Óleo para a Gordura
Lipídios de origem vegetal são normalmente encontrados na forma de óleos. Como muitas das aplicações da indústria alimentícia exigem o uso gorduras, existem diversos processos físicos e químicos para se obter um a partir do outro.
O mais barato e mais famoso é a hidrogenação: um processo químico pelo qual óleos insaturados reagem com hidrogênio, com o auxílio de um catalizador, e têm as ligações duplas de suas cadeias de carbono reorganizadas em ligações simples. Isso produz lipídios parcialmente ou totalmente saturados, que possuem ponto de fusão maior e se apresentam no estado sólido.
Gorduras trans são obtidas principalmente por este processo de hidrogenação. São muito atraentes industrialmente por apresentarem diversas propriedades desejáveis para o produto final: estabilidade térmica, solidez, maleabilidade, resistência à oxidação. Apesar disso, com a descoberta de seus malefícios, é crescente a pressão para que as empresas alimentícias abandonem seu uso.
Apesar de ainda não haver planos para a proibição ou restrição obrigatória no uso de gordura trans no Brasil, um acordo firmado entre o Ministério da Saúde e a Associação Brasileira de Indústrias de Alimentação (ABIA), em 2007, para a redução voluntária do uso desse tipo de gordura teve êxito. Em 2011, 96,4% das metas foram cumpridas de redução de gordura trans para até 5% do total de gorduras em alimentos processados, e até 2% em óleos e margarinas.
Países europeus também estabeleceram limites bastante restritivos para o uso de gorduras trans. Além deles, em junho de 2015, o FDA – órgão do governo dos EUA responsável pela fiscalização de Alimentos e Fármacos – instituiu a proibição do uso das gorduras trans. A indústria alimentícia daquele país tem até 2018 para se adequar à nova norma e encontrar novas fontes de gorduras que tenham características apropriadas.
Uma das formas alternativas de se obter gorduras a partir de óleos vegetais, sem a produção de gorduras trans, é o processo de fracionamento: um processo físico que separa as partes líquidas – chamadas oleínas – das partes sólidas – chamadas estearinas.
Através das técnicas de fracionamento a seco e via solvente, os pesquisadores extraíram dois tipos de estearinas de um óleo rico em estearinas e oleínas (HSHOSFO, na sigla em inglês) obtido de sementes de girassol, selecionadas e cultivadas convencionalmente na província de Buenos Aires, Argentina.
Cristalização de Gorduras
As gorduras, sejam naturais, produzidas ou extraídas dos óleos vegetais, se apresentam na fase sólida organizadas em uma mistura de configurações cristalinas, fenômeno chamado de polimorfismo. A geometria de cada diferente forma cristalina em que a substância pode ser encontrada, chamada fase ou forma polimórfica, é o que define suas propriedades macroscópicas, como cor e textura.
Quando a gordura não possui as características desejáveis para uma aplicação industrial, é preciso que ela passe por processos físicos que rearranjem sua estrutura cristalina. Ao serem aquecidas, as ligações entre as moléculas de gordura se quebram e as estruturas cristalinas se desfazem. Com o resfriamento, as gorduras voltam a se cristalizar em diversas formas polimórficas. O desafio está em formar apenas, ou majoritariamente, um único tipo dessas estruturas cristalinas.
Com isso em mente, os pesquisadores submeteram cada uma das estearinas extraídas do óleo de girassol a diversos ciclos de aquecimento e resfriamento e observaram as diferentes formas polimórficas obtidas durante cada um.
Figura: Estearina cristalizada sob um ciclo de temperaturas. Os picos mostram a formação de diferentes formas polimórficas. a) 90 min a 17 °C; b) aquecimento de 17 até 23 °C a 0.5 °C/min seguido de 5 min a 23 °C, c) 30 min a 23 °C seguido de resfriamento de 23 até 18 °C a 0.5 °C/min, e d) aquecimento de 18 a 30 °C para confirmar a presença de apenas uma forma polimórfica.
Para acompanhar este processo de cristalização, foi utilizada a técnica SAXS (sigla em inglês para Espalhamento de Raios-X a Baixos Ângulos) na linha de luz SAXS1 do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. Segundo a pesquisadora correspondente, Maria Lidia Herrera, “SAXS é a melhor escolha quando o material é de baixa cristalinidade. A única forma de acompanhar a transição polimórfica da gordura em tempo real é usando uma fonte de luz sincrotron, já que os padrões de espalhamento podem ser obtidos em 10 segundos. Não é possível realizar esses experimentos com fontes de raios-X comuns de cobre”.
Dessa forma, os pesquisadores puderam identificar as condições de processamento para a obtenção de formas polimórficas específicas – em particular duas usadas em produtos das indústrias de pães e de confeitos – a partir das estearinas extraídas do óleo de girassol HSHOSFO. Ainda, esperam que sua pesquisa represente uma contribuição valiosa para a busca por substitutos às gorduras trans.
Fonte:
L. Herrera, M. J. Rodríguez-Batiller, J. A. Rincón-Cardona, L. M. Agudelo-Laverde, S. Martini, R. J. Candal, Effect of Cooling Rate and Temperature Cycles on Polymorphic Behavior of Sunflower Oil Stearins for Applications as Trans-fat Alternatives in Foods, Food and Bioprocess Technology (2015), 8:1779-1790, doi:10.1007/s11947-015-1535-7
