Influência do tipo do óleo nas propriedades físicas de oleogéis / Influence of oil type on the oleogels physical properties

A crescente rejeição às gorduras saturadas e trans em decorrência de sua associação com doenças cardiovasculares, entre outras desordens metabólicas de diversas naturezas, tem impulsionado o desenvolvimento de alternativas às gorduras tradicionalmente utilizadas nos processamentos de alimentos. Contudo, o grande desafio reside em conferir funcionalidade tecnológica a lipídios ricos em ácidos graxos insaturados, sendo os oleogéis uma abordagem viável e promissora. Os oleogéis são sistemas constituídos por uma base lipídica composta por óleo no estado líquido estruturada por uma rede tridimensional de moléculas com solubilidade limitada em óleos, chamadas de agentes estruturantes. Estudos recentes relataram a influência do tipo de óleo no processo de formação da rede tridimensional de agentes estruturantes e concluíram que o tamanho da cadeia, a polaridade e a viscosidade do óleo podem afetar grandemente a estrutura do oleogel. Diante disto, o objetivo deste estudo é investigar a influência do tipo de óleo em sua estruturação por cera de candelilla, relacionando as propriedades físicas dos oleogéis formados com diversas características físico-químicas dos óleos que os compõem. Para avaliar esta influência, foram selecionadas bases lipídicas de diferentes composições, como triacilgliceróis de cadeia média (MCT), óleo de girassol alto oleico (HOSO), óleo de girassol (SFO), óleo de linhaça (LSO) e os óleos unicelulares ARASCO e DHASCO, para serem estruturados com cera de candelilla nas concentrações de 1,5, 3,0 e 6,0%. De acordo com as correlações de Pearson estabelecidas, houve uma correlação muito forte (r2 =0,948) entre a firmeza e o conteúdo de ácidos graxos saturados dos óleos, o que pode estar relacionado a uma co-cristalização entre a cera e os ácidos graxos saturados, formando uma estrutura mais firme. Uma correlação forte também foi estabelecida entre o tamanho médio das cadeias de ácidos graxos dos óleos, definido pelo índice de saponificação, e a firmeza dos oleogéis (r2 =0,864). A densidade dos óleos também apresentou correlação forte com a firmeza dos oleogéis (r2 =0,858), assim como a viscosidade apresentou uma forte correlação negativa (r2 = -0,818), o que indica que os óleos mais densos e menos viscosos produzem oleogéis mais firmes. Tanto a cera de candelilla pura quanto os oleogéis apresentaram forma polimórfica ß', que equivale à subcélula ortorrômbica, que demonstra que os diferentes óleos não modificaram a microestrutura da rede de cera de candelilla. Os diferentes tipos de óleo exerceram influência sobre o comportamento de fusão dos oleogéis, fator que permitiu associá-lo a um maior conteúdo de gordura sólida a 20 °C e a um maior teor de triacilgliceróis trissaturados, como nos óleos DHASCO e ARASCO. O grau de insaturação dos óleos influenciou o empacotamento da rede estrutural dos oleogéis, o que foi revelado pela menor perda de óleo nos oleogéis com cadeias mais longas, se comparados ao MCT. Por fim, este trabalho contribuiu com a expansão do conhecimento dos sistemas chamados oleogéis, sugerindo que trabalhos futuros pautem as escolhas de matéria-prima para formulação dos oleogéis nas propriedades de seus componentes. Desta forma, maiores avanços poderão ser alcançados nas pesquisas de sistemas coloidais e consequentemente no desenvolvimento de sistemas de alta qualidade nutricional e, ao mesmo tempo, funcionalidade tecnológica adequada

The growing rejection of saturated and trans fats as a result of their association with cardiovascular diseases, among other metabolic disorders of various kinds, has driven the development of alternative systems to substitute fats traditionally used in food processing. However, the big challenge lies in providing technological functionality to lipids rich in unsaturated fatty acids, with oleogels being a viable and promising approach. Oleogels are systems made up of a lipid base composed of oil in a liquid state structured by a threedimensional network of molecules with limited solubility in oils, called oleogelators. Recent studies have reported the influence of the oil type in the formation process of the threedimensional network of oleogelators and concluded that the fatty acid chain length, the polarity and the viscosity of the oil can greatly affect the structure of the oleogel. In view of this, the objective of this study is to investigate the influence of the oil type in its structuring by candelilla wax, relating the physical properties of the formed oleogels with several physicochemical characteristics of the oils that compose them. To evaluate this influence, lipid bases of different compositions were selected, such as medium chain triglycerides (MCT), high oleic sunflower oil (HOSO), sunflower oil (SFO), linseed oil (LSO) and ARASCO and DHASCO single-cell oils, to be structured with candelilla wax in concentrations of 1.5, 3.0 and 6.0% (w/w). According to the Pearson correlations established, there was a very strong correlation (r2 = 0.948) between the firmness and the saturated fatty acid content of the oils, which may be related to a co-crystallization between the wax and the saturated fatty acids, forming a firmer structure. A strong correlation was also established between the average size of the fatty acid chains of the oils, defined by the saponification value, and the oleogel firmness (r2 = 0.864). The density of the oils also showed a strong correlation with the firmness of the oleogels (r2 = 0.858), as well as the viscosity, which showed a strong negative correlation (r2 = -0.818), indicating that oils with higher density and lower viscosity produce firmer oleogels. Both pure candelilla wax and oleogels presented the ß' polymorphic form, which is equivalent to the orthorhombic subcell, demonstrating that the different oils did not modify the microstructure of the candelilla wax network. The different types of oil influenced the melting behavior of oleogels, a factor that allowed it to be associated with a higher solid fat content at 20 °C and a higher content of trisaturated triacylglycerols, as in DHASCO and ARASCO oils. The degree of unsaturation of the oils influenced the packaging of the structural network of oleogels, which was revealed by the higher oil binding capacity in oleogels with longer chains, compared to MCT. Finally, this work contributed to the expansion of knowledge of oleogel systems, suggesting that future work will guide the choices of raw material for formulating oleogels in the properties of their components. Thus, greater advances can be achieved in the research of colloidal systems and, consequently, in the development of high nutritional quality systems allied to adequate technological functionality

Desenvolvimento de oleogéis à base de óleo de girassol alto oleico estruturados por monoestearato de sorbitana e cera de candelilla / Development of high oleic sunflower oil oleogel structured with candelilla wax and sorbitan monostearate

As gorduras ricas em ácidos graxos saturados e/ou trans são ingredientes que brindam propriedades nos alimentos como textura, fusão e estabilidade. Porém, a relação entre seu consumo e enfermidades cardiovasculares, força a busca de novas alternativas. Uma alternativa potencial são os oleogéis, pois são um material plástico e com melhor balanço lipídico, do ponto de vista nutricional. Os oleogéis são sistemas coloidais onde uma fase orgânica líquida, representada por um óleo, é imobilizada por uma rede sólida tridimensional formada por agentes estruturantes. Atualmente, tem sido estudados oleogéis conformados com variados agentes estruturantes, com o intuito de encontrar a melhor opção. Além disso, alguns estudos indicam que o uso combinado de dois ou mais agentes estruturantes pode resultar no aumento de seu potencial de estruturação de óleos ou na possibilidade de customizar as propriedades adequadas para produção alimentar. Assim, o objetivo deste estudo é avaliar a interação entre os componentes de oleogéis preparados com óleo de girassol alto oleico (HOSO), como base lipídica, e combinações de cera de candelilla (CW) e monoestearato de sorbitana (SMS), como agentes estruturantes. A avaliação dos oleogéis por meio dos diagramas de fases e a consistência, mostrou que há uma sinergia entre os componentes, na concentração de 8 e 4% de agentes estruturantes e 79-89% de cera de candelilla. Estes oleogéis mistos tiveram uma faixa de fusão maior do que os oleogéis não mistos. Sugerindo a construição de cristais mais estáveis, que demoraram mais tempo em fundir. A capacidade de retenção de óleo se mostrou adequada (99%) nas amostras contendo mais de 1% de agentes estruturantes e com mais de 40% de Cera de Candelilla. Nas imagens obtidas por PLM, foi observada uma variedade de tamanho de cristais, sugerindo que cada componente do oleogel formou um tipo de cristal. Com a elaboração de bigéis, foi notado que, para obter um produto satisfatoriamente espalhável ou para observar o aumento de sua consistência em comparação com o oleogel isoladamente, é necessária uma concentração maior do que 4% de agentes estruturantes no oleogel e/ou a adição de menos de 20% de água na formulação total. A estabilidade dos bigéis foi beneficiada pela goma xantana e pela mistura de 2:1 de goma xantana e goma guar na concentração de 0,3%. Dessa forma, o desenvolvimento de alimentos com teores reduzidos de gorduras saturadas e ao mesmo tempo livres de gorduras trans se faz possível com a formulação de oleogéis, o que poderá contribuir para melhorar a qualidade nutricional dos alimentos industrializados oferecidos à população

Fats rich in saturated and / or trans fatty acids provide properties in food such as texture, fusion and stability. But, since those fats increase cardiovascular disease risk, alternatives have been searched. A potential alternative is oleogels, as they are a plastic material with better lipid balance from a nutritional point of view. Oleogels are colloidal systems where a liquid organic phase, represented by an oil, is immobilized by a three-dimensional solid network formed by structuring agents. Currently, oleogels conformed with various structuring agents have been studied in order to find the best option. In addition, some studies indicate that the combined use of two or more structuring agents may result in increased oil structuring potential or the possibility of customizing the properties suitable for food production. Thus, the aim of this study is to evaluate the interaction between the components of oleogels prepared with high oleic sunflower oil (HOSO) as a lipid base and combinations of candelilla wax (CW) and sorbitan monostearate (SMS) as structuring agents. The evaluation of oleogels by phase diagrams and consistency (Yield value) showed that there is a synergy between the components, in the concentration of 8 and 4% of structuring agents and 79-89% of candelilla wax. These mixed oleogels had a higher melting range than unmixed oleogels. Suggesting the construction of more stable crystals, which took longer to fuse. Oil binding capacity was adequate (99%) in samples containing more than 1% of structuring agents and over 40% of candelilla wax. In the PLM images, a variety of crystal sizes were observed, suggesting that each oleogel component formed a crystal type. With the elaboration of bigels, it was noted that in order to obtain a satisfactorily spreadable product or to observe the increase of its consistency compared to the oleogel alone, a concentration greater than 4% of structuring agents in the oleogel and / or the addition of less than 20% water in the total formulation. The stability of the bigels was benefited by xanthan gum and the 2: 1 mixture of xanthan gum and guar gum at a concentration of 0.3%.Thus, the development of foods with reduced levels of saturated fat and at the same time free of trans fats is possible with the formulation of oleogels, which may contribute to improve the nutritional quality of processed foods offered to the population