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1.4 Massas de bolos – Emulsão
Tipicamente, uma emulsão é definida como uma dispersão coloidal de dois ou mais líquidos imiscíveis em que um líquido é disperso em outro em forma de pequenas partículas (LAM; NICKERSON, 2013; DIVSALAR et al., 2012). As emulsões podem ser classificadas de acordo com a distribuição do óleo e da fase aquosa. Um sistema que consiste em gotículas de óleo dispersas em uma fase aquosa é chamado de emulsão óleo em água ou O/W (sigla em inglês que corresponde oil/water ), por exemplo, maionese, leite, cremes, sopas e molhos (DICKINSON, 2010; MCCLEMENTS, 1999). Um sistema que consiste em gotículas de água dispersa em uma fase oleosa é chamado de água em óleo ou W/O (sigla em inglês que corresponde water/oil ), por exemplo, margarina, manteiga e spreads. A substância que compõe as gotículas em uma emulsão refere-se à fase dispersa ou interna, por outro lado, a substância que compõe o líquido envolvente é chamada de fase contínua ou externa (MCCLEMENTS, 1999). A Figura 3 ilustra a representação esquemática e simplificada de uma emulsão W/O na primeira imagem e uma emulsão O/W na segunda imagem.
Figura 3 - Emulsão W/O (a), e emulsão O/W (b).
Para manter o sistema estável a emulsão precisa da incorporação de substâncias conhecidas como emulsificantes. Estas substâncias são moléculas de superfície ativa que adsorve a superfície da gotícula da emulsão para formar um revestimento de proteção (barreira) que evite com que as gotículas se coalesçam. Têm-se como exemplos dessas substâncias as proteínas, um fosfolipídio ou um polissacarídeo anfifílico. Um emulsificante também reduz a tensão interfacial entre o
óleo e a água e, portanto, facilita o rompimento das gotículas da emulsão durante a homogeneização (MCCLEMENTS; DEMETRIADES, 1998; ROUSSEAU, 2000). Existem dois tipos de emulsificantes usados na fabricação de bolos: os emulsificantes de superfície ativa derivados de base lipídica, como os mono- diglicerídeos, e os materiais de base proteica como o ovo e a lecitina (SAHI, 2008). Entre outros estão o monoestearato de glicerol, monoestearato de propilenoglicol e estearato-2-lactil-lactato de sódio (ASHWINI; JYOTSINA; INDRANI, 2009; SEYHUN; SUMNU; SAHIN, 2003). Uma massa de bolo pode ser considerada uma emulsão óleo em água (O/W) que consiste em gotículas de óleos dispersas em uma fase aquosa. Os ingredientes secos como o açúcar, a farinha, o sal e o fermento químico são incorporados na fase líquida ou aquosa, e a gordura dispersa na fase contínua (MCCLEMENTS, 1999; SAKYAN et al.,2004). Massas de bolos tipo Muffins são consideradas uma emulsão complexa óleo em água composta por uma mistura de ovos-açúcar-água-gordura como fase contínua e bolhas de ar como fase descontínua em que partículas de farinha estão dispersas. Os muffins caracterizam-se como sendo uma estrutura porosa com grande volume conferindo uma textura esponjosa (MARTÍNEZ-CERVERA et al., 2012). Massas de bolo também podem ser consideradas como um sistema bifásico: gorduras mais outros ingredientes da mistura. A fase gordurosa apresenta-se dispersa de forma irregular com partículas de formas e tamanhos variados (ESTELLER; ZANCANARO JUNIOR; LANNES 2006). A qualidade do bolo está muito relacionada com sua estrutura aerada, na qual é formada através da incorporação de ar, durante o batimento, assim como o desenvolvimento de bolhas durante a cocção. Massas com baixa viscosidade não aprisionam ar suficiente durante o batimento e retém as bolhas que são formadas devido à liberação de gás durante o cozimento o qual levará a um bolo com baixa expansão de volume (PSIMOULI; OREOPOULOU, 2012, MATSAKIDOU; BLEKAS; PARASKEVOPOULOU, 2010). Kocer et al. (2007) avaliaram a estrutura da massa de bolos com polidextrose como substituto de açúcar e de gordura em bolos. Neste estudo, os autores avaliaram o tamanho e distribuição das bolhas formadas; a estrutura porosa, como tamanho, formato, e entre outras características.
Massas de bolos são sistemas com baixa viscosidade em comparação as massas de pães e biscoitos e há um limite para que a estrutura do glúten se desenvolva durante o batimento; em partes por causa da baixa resistência da massa devido à ação da batedeira e em partes por conta dos efeitos de outros ingredientes que inibem a ação do glúten (CAUVAIN, 2009). Farinha com elevado teor de proteína resulta em menor volume e textura grosseira de bolo esponja por causa da ruptura da estrutura da espuma pela matriz de glúten formada durante o batimento da massa (CHOI; BAIK, 2013). Pesquisas têm sido realizadas com relação à eliminação do glúten das formulações de bolos, porém com propriedades nutricionais e de qualidade próximas das formulações originais (GULARTE et al., 2012, SALAS, 2011). Gularte, Goméz e Rosell (2011) investigaram o impacto da incorporação de diferentes leguminosas (grão de bico, ervilha, lentilha e feijão) na qualidade e na composição química de bolos de camadas, sem glúten, e observaram que o bolo produzido com farinha de lentilha obteve o melhor desempenho.
1.5 Óleos e gorduras
A legislação brasileira RDC nº. 270, de 22 de setembro de 2005 (ANVISA
- defini as gorduras, óleos e cremes vegetais da seguinte maneira: Óleos Vegetais e Gorduras Vegetais: são os produtos constituídos principalmente de glicerídeos de ácidos graxos de espécie(s) vegetal (is). Podem conter pequenas quantidades de outros lipídeos como fosfolipídeos, constituintes insaponificáveis e ácidos graxos livres naturalmente presentes no óleo ou na gordura. Creme Vegetal: é o produto em forma de emulsão plástica ou fluida, constituído principalmente de água e óleo vegetal e ou gordura vegetal, podendo ser adicionado de outro(s) ingrediente(s). Os óleos vegetais se apresentam na forma líquida à temperatura de 25 ºC e as gorduras vegetais se apresentam na forma sólida ou pastosa à temperatura de 25 ºC. Os óleos e gorduras representam um dos constituintes principais e importantes da nossa dieta (HASHIMOTO et al., 2013; MARANGONI et al., 2012). Estes
constituintes são relativamente grandes fornecedores de energia (9 kcal/g) quando comparados aos carboidratos e as proteínas (4 kcal/g) (O’BRIEN, 2009). Os óleos e as gorduras atuam como transportadores das vitaminas lipossolúveis A, D, E e K (MÉJEAN et al., 2013; MARANGONI et al., 2012), fornecem ácidos graxos essenciais, assim como desempenham outras funções importantes ao metabolismo (HASHIMOTO et al., 2013). Em temperatura ambiente, os óleos apresentam-se no estado líquido e as gorduras apresentam-se no estado sólido, como por exemplo, as manteigas e as gorduras vegetais hidrogenadas (O'BRIEN, 2009). A modificação dos óleos e das gorduras é um processo muito usado. As gorduras modificadas podem proporcionar sabor diferente, textura e outras características, tais como ponto de fusão e comportamento de cristal modificado (desejável), e também o aumento da vida de prateleira (PULIGUNDLA et al., 2012). Entretanto, o consumo de óleos e gorduras também afeta a saúde humana (SHIN et al., 2013), como por exemplo, o consumo de ácidos graxos trans , provenientes de gorduras parcialmente hidrogenadas, e de gorduras de origem animal (IWATA et al., 2011), que aumentam os riscos de muitas doenças, entre elas as doenças cardiovasculares e a obesidade (CAMP; HOOKER; LIN, 2012; WIJESUNDERA; RICHARDS; CECCATO, 2007). A reação de hidrogenação de óleos é basicamente a conversão de ligações duplas para ligações saturadas (simples), na presença de gás hidrogênio e de um catalisador metálico como, por exemplo, o níquel (O’BRIEN, 2009; GHOTRA; DYAL; NARINE, 2002; PULIGUNDLA et al., 2012). Durante a reação de hidrogenação reações ocorrem simultaneamente, como a saturação das duplas ligações, isomerização ( cis/trans ) e a mudança de posição das duplas ligações na cadeia dos ácidos graxos (O’BRIEN, 2009). A redução de apenas uma fração das ligações duplas resulta em gorduras parcialmente hidrogenadas (GHOTRA; DYAL; NARINE, 2002). A ligação dupla de um ácido graxo insaturado antes da isomerização será na forma cis , enquanto que após a isomerização será na forma trans mais estável (KALA; JOSHI; GURUDUTT, 2012) conforme ilustração na Figura 5.
recheios, coberturas, produtos de panificação, confeitaria e culinária (GHOTRA, DYAL, NARINE, 2002). O termo " shortening " refere-se à capacidade de uma gordura lubrificar, enfraquecer ou encurtar a estrutura dos componentes dos alimentos de forma que funcionem de um modo característico para proporcionar propriedades de textura desejáveis a um produto. (GHOTRA, DYAL, NARINE, 2002). Conforme O’Brien (2009), o termo shortening , originalmente, foi usado para descrever a funcionalidade ocorrida naturalmente de gorduras como a banha de porco e a manteiga em produtos panificados. Segundo o autor, estas gorduras promoviam qualidade a esses produtos contribuindo com o amaciamento e prevenindo a coesão do glúten (farinha) durante o batimento e o cozimento. Mais tarde, shortening tornou-se o termo usado para todos os tipos de óleos processados, quando foi abandonado o conceito de substituto de banha de porco. Conforme visto anteriormente que as gorduras parcialmente hidrogenadas contribuem para o aumento do consumo de ácidos graxos trans , a interesterificação tem sido um dos métodos para a modificação e produção de shortenings low trans (baixo teor de ácidos graxos trans) ou zero trans , em substituição às gorduras parcialmente hidrogenadas (CONFORTI, 2006; DOGAN; JAVIDIPOUR; AKAN, 2007; SOARES et al., 2012). A interesterificação pode ser entendida como o rearranjo ou redistribuição dos ácidos graxos ao acaso (O’BRIEN, 2009), através da quebra de um triacilglicerol específico, resultando na modificação da composição, ou dentro da estrutura da molécula do triacilglicerol, ou entre os triacilgliceróis (TAGs) (GHOTRA, DYAL, NARINE, 2002). Essas reações podem acontecer por meio de catalisadores químicos, como os metais sódio, e catalisadores enzimáticos, por exemplo, os bio- catalisadores como as lipases (FARFÁN et al., 2013; SILVA et al., 2010). Pelo fato de não ocorrer isomerização da molécula, o método de interesterificação não produz ácidos graxos trans (FARFÁN et al., 2013), e portanto é considerado um método indicado para a produção de gorduras saudáveis (DOGAN; JAVIDIPOUR; AKAN, 2007). Outra característica da interesterificação é a produção de gorduras semi-sólidas com propriedades físicas desejáveis como a modificação do ponto de fusão, conteúdo de gordura sólida e plasticidade (SILVA et al., 2010). Por esta razão, os óleos totalmente hidrogenados são interesterificados com óleo líquido insaturado. Gorduras como estearina de palma e óleo láurico
(ADHIKARI et al., 2010), bem como o óleo de coco, e o óleo de canola (SOARES et al., 2012).têm sido usadas para produzir margarinas zero trans. As gorduras interesterificadas têm sido aplicadas para a produção de produtos de panificação. Dogan, Javidipour e Akan (2007) utilizaram o método de interesterificação química em óleo de palma (OP) e óleo de algodão (OA) em proporções de 0, 25, 50 e 100 (% m/m) para substituir a gordura hidrogenada em massas de bolos. Por meio dos resultados, os autores concluíram que as misturas (OP:OA) entre a razão 75:25 e 50:50 (% m/m) não tiveram diferenças significativas com relação as mudanças nas propriedades sensoriais em comparação a gordura hidrogenada e que, portanto, a interesterificação pode ser satisfatoriamente aplicada na produção de shortenings para bolos. Li et al (2010) estudaram o método de interesterificação enzimática com óleo de girassol e óleo de soja totalmente hidrogenado, e observaram que os produtos interesterificado corresponderam às gorduras sólidas para panificação com ponto de fusão variando na faixa de 39 - 45 ºC.
1.6 Shortening para bolos
Os shortenings ou cremes vegetais para bolos, além de proporcionarem maciez ao produto também atuam como umectantes (MANZOCCO et al., 2012). Um bolo pode ser preparado com óleo ou com gorduras vegetais dando a mesma sensação de maciez, miolo úmido que um bolo preparado com a mesma formulação, porém utilizando-se uma gordura plástica emulsionada (CONFORTI, 2008). Os bolos com funcionalidade física aprimorada são feitos a partir do uso de shortenings super glicerinados, pois contém mono- e di-glicerídios como emulsificantes. Estes emulsificantes são os mais utilizados nas indústrias alimentícias, principalmente na indústria de panificação, representando mais da metade do uso de emulsificantes (GHOTRA, DYAL, NARINE, 2002; O’BRIEN, 2009). Cheong et al (2010) apontam que os shortenings utilizados para panificação devem conter no mínimo 20% de conteúdo de gordura sólida ( SFC ) à temperatura de 25 ºC, e 5% pelo menos de SFC à 40 ºC para promover formação estrutural em bolos.
1.6.1 O papel da gordura em massas de bolos
As gorduras são ingredientes muito importantes para a indústria de panificação, porque elas compreendem de 10 a 50% da maior parte dos produtos panificados (O’BRIEN, 2009), sendo usados em uma faixa de consistência desde o óleo líquido até gorduras sólidas com altos pontos de fusão (JACOB; LEELAVATHI, 2007). Os shortenings possuem inúmeras funções em produtos de panificação. Dentre elas estão: textura, maciez, integridade da estrutura, sensação bucal ( mouthfeel ), lubrificação, incorporação de ar, transferência de calor e vida de prateleira estendida (ZHOU; FAUBION; WALKER 2011). São três as funções básicas da gordura vegetal em bolos (KUMARI et al., 2011): Incorporação de ar durante o processo de batimento do creme, promovendo aeração e acabamento do bolo; Revestimento das proteínas e das partículas de amido, prevenindo a hidratação e a continuação da rede de glúten-amido; Emulsificante para os líquidos da massa, aumentando o teor de umidade do miolo, sendo os dois últimos itens responsáveis pela textura do miolo e maciez do produto final. Em muitos sistemas de massas, as bolhas de ar são incorporadas pela ação da gordura no processo de batimento do creme, onde essas bolhas ficam retidas na fase contínua da emulsão, em temperatura ambiente (JACOB; LEELAVATHI, 2007; GOLDSTEIN; SEETHARAMAN, 2011; WILDERJANS et al., 2013), ao invés de ficarem na fase aquosa. Porém, conforme a massa se aquece durante o cozimento, essas bolhas de ar se transferem da fase gordurosa para a fase aquosa proporcionando uma estrutura esponjosa e volumosa após o cozimento (CAUVAIN, 2009). Segundo Acevedo, Block, Marangoni (2012) e Marangoni et al. (2012), as propriedades mecânicas das gorduras são influenciadas por uma série de fatores, incluindo o conteúdo de gordura sólida, o polimorfismo no estado sólido e a estrutura da rede cristalina.
Estas propriedades podem interferir no processamento de bolos, conforme descreveu Wilderjans et al. (2013) em que as propriedades do creme são afetadas pelo conteúdo de gordura sólida e pelos tipos de cristais. As gorduras podem cristalizar em três formas predominantes como α (alfa), β (beta) e β’(beta prima) na ordem crescente de ponto de fusão, densidade e estabilidade, respectivamente (MARANGONI et al. 2012; LANNES; IGNÁCIO, 2013). Para que os cristais de gordura auxiliem na estabilização da emulsão, é necessário que se juntem na interface da gotícula da emulsão, promovendo uma barreira física que impeça a coalescência (ROUSSEAU 2000). Os cristais de gorduras tem um papel importante na formação das massas, devido a sua influência no volume, estrutura do miolo e características de textura no produto final (SMITH et al., 2011). Brooker (1996) diz que os cristais de gordura se ligam às células de ar da massa. Durante o cozimento a gordura se torna disponível para atuar como uma membrana. Por esta razão, a concentração de gordura sólida é necessária para um shortening obter um bom desempenho. É essencial que a gordura tenha a forma cristalina β’ para promover um melhor desempenho na formação do creme, além de obter efetividade na dispersão do ar e também promover volume grande ao produto final (JACOB; LEELAVATHI, 2007; GHOTRA, DYAL, NARINE, 2002; CHEONG et al., 2011). Além da capacidade de aeração que a gordura proporciona, sugere-se que a forma cristalina da gordura contribue para a estabilidade da espuma na massa e também durante o cozimento. Os cristais de gordura com o melhor desempenho são pequenos e com formatos de agulhas e podem alinhar-se entre si na interface ar- gordura, e, portanto, estabilizando assim as bolhas de ar incorporadas no processo de batimento (SAHI, 2008). A hipótese de Brooker (1993) tem sido muito citada em recentes trabalhos para explicar o comportamento dessas partículas de gorduras em massas de bolos (WILDERJANS et al., 2013; ZHOU; FAUBION; WALKER, 2011). O autor explica que os cristais de gordura deslocam-se da gotícula de gordura, e conforme esses cristais surgem na fase aquosa da massa, tornam-se revestidos por uma proteína hidrossolúvel tenso-ativa. As proteínas, assim como os cristais de gordura, portanto, agem como partículas que estabilizam a emulsão e a espuma dentro da massa. De acordo com a Figura 6, em massas preparadas pelo método de um único estágio de batimento, os cristais de gordura se adsorvem nas bolhas de ar durante o
