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Tharp’s Food Technology

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MANUAL TÉCNICO PARA O DESENVOLVIMENTO DE SORVETES PARA SEREM CONSUMIDOS EM DIETAS COM

BAIXO TEOR DE CARBOIDRATO*Bruce W. Tharp, Ph. [email protected]

IntroduçãoNo presente artigo, as referên-

cias a carboidrato usarão os termos vernaculares associados aos regimes de baixo carboidrato, como a dieta de Atkins, por exemplo. Assim, car-boidratos com alto índice glicêmico serão chamados de “carboidratos ruins”, enquanto que os carboidratos com baixo índice glicêmico serão chamados de “bons carboidratos”. Seguindo esse conceito, a abrevia-ção LNC (Low Net Carbs) será usada

Há um ressurgimento global de interesse no controle ponderal pela redução da ingestão de carboidratos com alto índice glicêmico. Novos produtos que atendem essa dieta estão aparecendo em virtualmente todos os setores alimentícios. A indústria de sobremesa congelada não é nenhuma exceção a essa tendência. Nos Estados Unidos, por exemplo, o número de lançamentos de sorvetes para consumidores que seguem uma dieta de baixo carboidrato subiu de 19, em 2003, para cerca de 100, no ano de 2004. Diante desse quadro, é bastante apropriado examinar os elementos básicos da tecnologia pertinente à produção de um sorvete com baixo teor de carboidratos, porém mantendo a textura e cremosidade dos sorvetes convencionais. As informações apresentadas neste artigo apresentam as grandes diretrizes a seguir para produzir este tipo de produto.

para se referir aos carboidratos com baixo índice glicêmico, cuja ingestão é compatível com as dietas de baixo teor de carboidratos, tais como a die-ta de Atkins, ou regimes semelhantes. Os “carboidratos ruins”, em sorvetes convencionais, incluem os açúcares adicionados para propiciar doçura, os agentes de carga e a lactose que é adicionada como parte do sistema de sólidos lácteos não gordurosos, conhecido em inglês como MSNF (Milk Solids Not Fat). Também são

adicionados “carboidratos ruins” na forma de inclusões – partículas tais como fruta, confeitos etc., e xaropes. Este artigo se refere, exclusivamente, a composição da mistura básica de sorvete, não considerando as inclu-sões possíveis.

Os adoçantes são os principais “carboidratos ruins” e incluem a sa-carose como o adoçante primário, freqüentemente complementado com sólidos de xarope de milho (CSS, Corn Syrup Solids), conhecidos em algumas

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Bruce Tharp tem toda uma vida de envolvimento com as indústrias de laticínios e sorve-tes. Desde suas primeiras experiências no negócio de sorvetes de sua família – a Tharp’s Ice Cream, em Shamokin, PA -, Bruce partiu para completar três diplomas acadêmicos em Ciências Alimentares, com especialização em Produtos Lácteos. Após exercer car-gos letivos e de pesquisa na Universidade de Wyoming e na Universidade Estadual de Ohio, Bruce passou 35 anos gerenciando os aspectos técnicos das duas maiores e mais modernas fornecedoras de ingredientes para sorvetes e laticínios do mundo. Foi Diretor Técnico Internacional da Germantown International Limited. Forneceu serviços técnicos para uma vasta gama de empresas de sorvetes e laticínios ao redor do mundo, incluindo desenvolvimento de produtos, garantias de qualidade, solução de problemas, avaliação sensorial e programas educacionais concentrados em companhias específicas. Desenvol-veu métodos sofisticados de geração e interpretação de dados objetivos a respeito da estrutura de sobremesas geladas, assim como seu comportamento no freezer e durante seu endurecimento, distribuição e derretimento. Concebeu e desenvolveu programas de computador para o cálculo da quantidade de água congelada em sobremesas geladas em várias temperaturas, e a aplicação e análise de dados gerados para auxiliar o de-senvolvimento de produtos, solução de problemas e avaliação dos efeitos de mudanças

em composição. Apresentou numerosos ensaios em encontros técnicos e científicos nos seis continentes. Contribuiu com mais de 150 artigos técnicos para publicações do ramo, incluindo uma coluna técnica sobre sorvetes para o Dairy Foods. Através destas realizações, Bruce obteve reconhecimento internacional de seu conhecimento técnico e consolidou sua reputação de palestrante entusiasmado e talentoso em uma variedade de cursos, seminários, workshops e conferências técnicas ao redor do mundo. Hoje, Bruce Tharp tem presença obrigatória em todo e qualquer evento de porte ligado ao mundo sorveteiro. Há 25 anos é palestrante do curso de sorvetes da Penn State University, ministra cursos nas universidades de Wisconsin, de Maryland, da Califórnia e na Politécnica da Califórnia, em Rudgers, no Utah, etc. Finalmente, é co-organizador e apresentador do curso comercial “Tharp & Young: On Ice Cream”, junto com o Dr. Steven Young, da Steven Young Worldwide. O Dr. Bruce Tharp é presidente da Tharp’s Food Technology.

*Dr. Bruce W. Tharp B.SS., M.SS., Ph.D. em Ciências Alimentares, com especialização em Produtos Lácteos, palestrante do curso de sorvetes da Penn State University

no crescimento de cristais de gelo, no paladar e na retenção de forma. Além disso, os equipamentos de con-gelamento contínuo evoluíram para funcionar mais eficazmente quando o ponto de congelamento da mistura de sorvete está dentro de uma faixa relativamente estreita. O sistema adoçante é um fator determinante do ponto de congelamento do sorvete, diretamente por suas propriedades coligativas e, indiretamente, por seu efeito concentrador de substituição de água. Como resultado disto, substituindo as fontes convencionais de adoçante (sacarose, CCS) com alternativas LNC que afetam o ponto de congelamento, diferentemente pode ter um efeito direto no compor-tamento de congelamento, e é um novo fato que deve ser considerado. O efeito mencionado é ilustrado na Figura 1.

A Figura 1 mostra o efeito de várias modificações no sistema adoçante de um sorvete de referên-cia, com relação à quantidade de gelo no sorvete (% produto gelado).

Também mostra que se o sistema adoçante é retirado, sem substitui-ção, deixando somente a lactose e os sais lácteos para abaixar o ponto de congelamento, a quantidade de gelo aumenta substancialmente nas temperaturas de sub-congelamento (0º a -3ºC). Tal produto seria impos-sível de processar em um congelador contínuo convencional e impossível de servir em temperatura ambiente normal. O efeito no perfil de con-gelamento de dois polióis é claro. O uso de maltitol, um dímero e, con-seqüentemente, com peso molecular comparável ao da sacarose, gera um perfil de congelamento quase idêntico ao produto de referência. O sorbitol, um monômero com duas vezes o efeito depressivo no ponto de congelamento que a sacarose, produz uma redução sensível no ponto de congelamento. O produto usando o sorbitol como substituição ao açúcar e, de forma maior ainda, o produto no qual o eritritol substitui o sistema adoçante convencional, teriam substancialmente menos cor-

partes do mundo como sólidos de xarope de glicose. Ocasionalmente, outros carboidratos adoçantes são usados e estes incluem a dextrose, também conhecida como glicose, mel e, muito raramente, açúcar não refinado, como melados ou açúcar mascavo. Juntos, estes componentes representam cerca da metade dos sólidos de um sorvete típico.

O desenvolvimento dos sorvetes com LNC (Low Net Carbs) deve levar em consideração o fato de que o siste-ma convencional de adoçante, além da doçura, contribui com elementos funcionais complexos, tais como a imobilização da água, o controle do ponto de congelamento e o fato de se-rem agentes de carga também. O sis-tema convencional de adoçante, com sacarose, fornece cerca de 50% dos sólidos de um sorvete típico; como tal, é um agente de carga significativo. As propriedades de imobilização da água dos componentes de alto peso molecular de CSS influem, de forma muito significativa, no controle sobre a maquinabilidade no congelador,

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po e paladar mais macio a qualquer temperatura abaixo do ponto de congelamento.

Os sorvetes com perfil de car-boidrato modificado já estão dis-poníveis a muitos anos, tendo sido desenvolvidos para atrair diabéticos e outras pessoas que devem con-trolar sua ingestão de adoçantes. Nos Estados Unidos são chamados de sorvetes “Sem adição de açúcar” (NSA, No Sugar Added). Nesses pro-dutos, os adoçantes convencionais são substituídos por ingredientes que têm baixa demanda de insulina. Esses produtos geralmente foram projetados para aumentar a atração dos consumidores preocupados com a saúde, incorporando níveis relativamente baixos de gordura, geralmente < 5%.

A experiência adquirida no desenvolvimento de sorvetes “Sem adição de açúcar” pode ser aplicada diretamente no desenvolvimento de sorvetes com LNC. Na realidade, a aceitabilidade de altos níveis de gordura em muitas incorporações do conceito de LNC reduz a dificuldade de desenvolver tais produtos.

Os fabricantes de sorvete acha-ram útil considerar uma variedade de grupos de ingrediente em substituição

a ampla funcionalidade dos sistemas adoçantes convencionais.

O grupo de ingredientes mais efetivo para suprir a ampla gama de funcionalidade do adoçante con-vencional quando os “bons carboi-dratos” substituem os “carboidratos ruins” em sorvetes inclui: polióis, agentes de carga, MSNF, sistemas estabilizantes/emulsificantes e ado-çantes de alta intensidade.

Os detalhes da funcionalidade e características desses ingredientes são mostrados nas Tabelas 1 e 2.

A Tabela 1 apresenta um resumo da contribuição das diferentes alter-nativas ao sistema de adoçante con-vencional (sacarose) com relação aos quatro elementos de funcionalidade requeridos, enquanto que a Tabela 2 mostra as principais propriedades dos polióis e agentes de carga relevantes para seu uso em sorvete de LNC. A descrição desses componentes e dos elementos fundamentais das implica-ções mostrados nas Tabelas 1 e 2 são apresentados em detalhes a seguir.

Álcoois de açúcar (polióis)

Os álcoois de açúcar, também chamados de polióis, são obtidos pela hidrogenação de açúcares. O proces-

so modifica a natureza química das moléculas, modificando a sua natureza física e metabólica, em graus variados. Os principais polióis usados em sor-vete de LNC (e seus derivados) são: sorbitol (dextrose), lactitol (lactose), maltitol (maltose) e eritritol (obtido pela fermentação de uma fonte de hidratos de carbono por leveduras osmofílicas, seguras e de qualidade alimentar, tais como Moniliella pollinis ou Trichospo-ronoides megachilensis, seguida de purificação e secagem). A glicerina, um álcool de três carbonos, é um ele-mento básico que ocorre naturalmente na estrutura molecular de gorduras, e é produzido sinteticamente, ou como subproduto da fabricação de sabão. O propilenoglicol tem potencial para aplicação, mas é raramente usado devido às conotações negativas de suas outras aplicações, como anticon-gelante e, conseqüentemente, não será considerado neste artigo.

As características dos polióis des-critas quantitativamente na Tabela 2 são limitações práticas ao seu uso. A mais importante delas é a depressão do seu ponto de congelamento e o seu efeito laxativo. Obviamente, aqueles com fator de depressão do ponto de congelamento mais próximo ao da sacarose e baixo efeito laxativo (alto valor de ingestão, em g/dia), podem ser usados a níveis mais altos. Mesmo assim, com poucas exceções, que serão discutidas mais adiante, o uso de polióis sozinhos não pode substituir a funcionalidade total de um sistema adoçante convencional, tanto com respeito ao efeito de agente de carga, quanto a imobilização de água associada a presença de CSS na com-posição. Assim, na maioria dos casos, para alcançar os níveis de sólidos totais e as características de produto desejados é necessário a inclusão na composição de agentes de carga, em níveis dependendo da natureza e quantidade do poliol usado.

O efeito laxativo é um fator impor-tante na avaliação da composição de um sorvete “Sem adição de açúcar” ou com LNC. É necessário não ape-nas considerar o efeito laxativo do

A curva intitulada “Referência”... refere-se a uma composição que contém 10% de gordura, 7,5% de MSNF, 2,5% de sólidos de soro, 12% de sacarose e 6% de CSS 36DE. A curva chamada “Nenhum adoçante” indica um produto no qual os ado-çantes foram retirados e não substituídos. As curvas “Maltitol” e “Sorbitol” representam a substituição do sistema adoçante no produto de referência com 18% de cada um desses polióis.

FIGURA 1 - EFEITO DA MODIFICAÇÃO DO SISTEMA ADOÇANTE NO PERFIL DE CONGELAMENTO DO SORVETE

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poliol utilizado, mas também o efeito laxativo global da composição total que não inclui só o poliol, como também a influência de qualquer agente de carga que contribua para essa carac-terística. Em algumas jurisdições, existem regulamentos que requerem um aviso no rótulo do produto sobre o possível efeito laxativo. Até mesmo quando essas condições não são excedidas, é conveniente informar os consumidores sobre os efeitos laxativos desse tipo de sorvete para que os mesmos sejam conscientes das eventuais conseqüências decorrentes de um excessivo consumo diário do produto ou de se consumir toda uma embalagem de uma vez só.

Quando a doçura proporcionada pelo poliol é menor do que a dos adoçantes convencionais (açúcar, HFCS, etc.) é necessário compensar a diferença pelo uso de um adoçante

de alta intensidade como aspartame, sucralose e acessulfame K. A seleção do tipo e quantidade do adoçante de alta intensidade baseia-se em fatores econômicos e na natureza e intensidade da doçura que provêem. Devido às baixas quantidades nas quais são usados, os adoçantes de alta intensidade não oferecem nenhu-ma contribuição, além da doçura, às propriedades do sorvete e, por isto, não serão objeto de considerações adicionais neste artigo.

Nos Estados Unidos, o poliol mais usado na fabricação de sor-vetes NSA ou de LNC, é o sorbitol, seguido pelo lactitol e maltitol. O eritritol está começando a receber alguma atenção. Um dos elementos da popularidade do sorbitol é seu histórico, tendo sido utilizado em sobremesas congeladas projetadas para consumo por diabéticos há mais

de meio século. Também é o poliol de mais baixo custo. Porém, seu nível de utilização é limitado devido ao seu alto fator de depressão do ponto de congelamento e pelas baixas quanti-dades a partir das quais já apresenta efeito laxativo.

O lactitol e o maltitol têm um fator de depressão do ponto de congela-mento comparável ao da sacarose, o que os tornam úteis na fabricação de sorvetes NSA e do tipo LNC. Os seus custos são semelhantes e mais altos que o do sorbitol. No caso do lactitol, o fator econômica é influenciado de forma negativa pelo seu baixo poder adoçante, o que torna necessário o uso de uma maior quantidade de adoçante de alta intensidade, um ingrediente de alto custo. O lactitol também tem efeito laxativo com baixas quantida-des de absorção. Por outro lado, o

TABELA 1 - PAPEL DE VÁRIOS INGREDIENTES NA SUBSTITUIÇÃO DA FUNCIONALIDADE DO ADOÇANTE CONVENCIONAL EM SORVETE DE LNC

PODERADOÇANTE

AGENTE DE CARGA

IMOBILIZAÇÃO DE ÁGUA

CONTROLE DO PONTO DE

CONGELAMENTO

Álcoois de açúcar

Sorbitol1 Sim Sim Não Sim

Lactitol1 Sim Sim Não Sim

Maltitol1 Sim Sim Não Sim

Eritritol Sim Sim Não Sim

Glicerina1,2 Secundário Secundário Não Sim

Agentes de carga

Poliglicitol2,3,6 Sim Sim Sim Sim

Polidextrose1,2,3 Não Sim Secundário Sim

Maltodextrina Não Sim Sim Secundário

Outros ingredientes

MSNF (Aumento) 2,4 Não Secundário Secundário Secundário

Sistemas estabilizantes/emulsificantes3,5

Não Não Sim Não

Notas:1 Uso limitado pelo seus efeitos laxativos.2 Uso limitado pela sua contribuição no sabor.3 Efeito variável dependendo do tipo e fonte.4 Uso limitado por ter mais lactose e textura arenosa.5 Uso limitado por efeitos de estabilização.

6 Poliglicitol é um termo aceitável nos Estados Unidos para hidrolisados de amido hidrogenado; não aceito na Europa - confira regulamentos locais.

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maltitol apresenta doçura quase igual a sacarose e efeito laxativo inferior ao lactitol e sorbitol.

Agentes de cargaOs agentes de carga são neces-

sários para manter um volume total de sólidos igual aquele do sorvete convencional, quando são usados os polióis em substituição aos açúcares convencionais. São úteis, também, para compensar a perda de efeito de imobilização da água que ocor-re quando os sólidos de xarope de milho (CSS, Corn Syrup Solids) são retirados do sistema. Os sorvetes “Sem adição de açúcar” (NSA) usam freqüentemente uma combinação de maltodextrina e polidextrose.

A maltodextrina (MDX), produzida pela hidrólise parcial de amido, é o agente de carga de menor custo que tem sido utilizado nos Estados Unidos em sorvetes do tipo NSA. Mas, a

maltodextrina é um “carboidrato ruim”, o que limita seu uso quando se deseja produzir um sorvete do tipo LNC. Por isto, a polidextrose, um “carboidrato bom”, é o agente de carga mais comumente utilizado em sorvetes do tipo LNC.

A polidextrose (PDX) é um carboi-drato fabricado pela polimerização controlada da dextrose. Não contri-bui com nenhuma doçura e, como os polióis, sua digestibilidade reduzida é associada com um baixo índice glicêmico. A polidextrose, com 1 ca-loria por grama, é o agente de carga que oferece a mais baixa contribui-ção calórica. Também é interessante com relação a sua contribuição em conteúdo de fibra.

O poliglicitol (PGT), reconhecido pela regulamentação norte-america-na, é o termo comum e usual para um tipo de ingrediente antes chamado de hidrolisado de amido hidrogenado.

Esse termo ainda não é autorizado na União Européia e em algumas outras regiões. Os poliglicitóis são produzidos pela hidrogenação de CSS; como tal, as suas propriedades variam com a origem do CSS utiliza-do. Nos últimos anos, começaram a ser usados em sorvete do tipo LNC. Embora os poliglicitóis sejam tecnicamente classificados como po-lióis, a sua funcionalidade faz com que sejam mais considerados como agentes de carga. Nessa aplicação, suas propriedades são semelhantes as da polidextrose, com exceção ao fato deles oferecerem uma contribui-ção significativa à doçura, o que não ocorre com a polidextrose.

Combinação de ingredientes: poliol + agentes de carga

O mais recente desenvolvimento

TABELA 2 - CARACTERÍSTICAS DE VÁRIOS POLIÓIS E AGENTES DE CARGA ÚTEIS EM SORVETE DE LNC2

DOÇURA RELATIVA VS. SUCROSE

CONTEÚDO CALORICO1

(KCAL/G)

EFEITO LAXATIVO

(G/DIA)

FATOR DE DEPRESSÃO DO PONTO DE

CONGELAMENTO VS . SUCROSE

Sucrose 100% 4 Nenhum 1

Álcoois de açúcar

Sorbitol Moderado (60%) 2,6 Moderado (50) 1,9

Lactitol Baixo (30% – 40%) 2 Baixo (20 – 50) 1

Maltitol Alto (90%) 2,1 Alto (100) 1

Eritritol Moderado (70%) Nada (0,2) Alto (>120) 2,8

Glicerina Moderado (55% - 75%) 4,3 Alto 3,5

Agentes de carga

Poliglicitol Baixo (30%-40%) 3 Alto (>100) 0,6 – 0,8

Polidextrose Nenhum 1 Alto (90) 0,5 - 0,7

Maltodextrina Nenhum 4 Nenhum 0,1 – 0,2

Outros ingredientes

Adoçante de alta intensidade

Variável Nenhum Nenhum Nenhum

1 Nos Estados Unidos – pode ser diferente em outros países.2 Baseado em dados fornecidos pela SPI Polyols.

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na composição de sorvete do tipo LNC foi a introdução de produtos de xarope de maltitol que combinam maltitol e poliglicitol em um único in-grediente. É possível usar certos tipos de xarope de maltitol em substituição direta ao sistema adoçante conven-cional. Isto elimina a necessidade do uso de agentes de carga adicionais ou adoçantes de alta intensidade, devido à alta doçura do maltitol e as propriedades de imobilização da água do poliglicitol. Assim, as van-tagens do uso de xarope de maltitol incluem uma simplificação da parte

logística (inventário de ingredientes) e encurta a declaração de ingredientes na etiqueta do produto, sem mudar as características fundamentais do produto. Uma vantagem adicional com relação à listagem de ingredien-tes na etiqueta é a eliminação da necessidade de declarar a presença de PGT separadamente.

Sólidos de leite não gordurosos (MSNF)

Alguma contribuição de volume (agentes de carga) pode ser alcançada usando níveis maiores de MSNF do que ordinariamente seria usado para um determinado nível de gordura. Essa aplicação é de uso limitado, porque o uso de quantidades maiores de MSNF irá aumentar os níveis de lactose, o que tornará o produto mais suscetível de apresentar o defeito de arenosidade. Também, poderá afetar o perfil de sabor de um modo negativo.

A crescente disponibilidade de sólidos de leite desnatado ultra filtra-dos têm o potencial de oferecer in-gredientes lácteos, cuja composição modificada os tornam especialmente

aplicáveis em sorvetes do tipo LNC. Estes ingredientes também são cha-mados de proteínas do leite concen-tradas (MPCs, do inglês Milk Protein Concentrates). Como o nível de pro-teínas dos MPCs é maior, devido ao maior grau de concentração, o nível de lactose cai. A utilização deste tipo de produto é bastante atraente, porque proporciona uma redução adicional do nível de carboidratos quando são usados para substituir MSNF convencionais. Além disso, os níveis maiores de proteína aumentam as características de imobilização da

água do sorvete. As limitações para o uso de MPC em sorvetes incluem um custo mais alto, uma maior vis-cosidade, devido ao maior conteúdo protéico, e restrições legais. Com respeito a este último item, nos Esta-dos Unidos, os sólidos do leite são regulatoriamente identificados como “leite filtrado”, e são aceitos para uti-lização em sobremesas congeladas. Em outros paises, deve-se consultar a legislação vigente antes de serem considerados para uso.

Ingredientes estabilizantes/emulsificantes

Quando a capacidade de imobi-lização da água em sorvetes do tipo LNC é diminuída, devido ao novo sistema de carboidrato utilizado, pode-se enfrentar uma redução de algumas propriedades desejáveis, tais como dureza no congelamento, controle do crescimento de cristais de gelo e qualidade de paladar. Os estabilizantes/emulsificantes podem ser úteis para compensar tal redu-ção. A crescente funcionalidade dos

emulsificantes pode prover dureza adicional, cremosidade e riqueza, devido ao aumento da quantidade de aglomeração de gordura que ocorre no congelador contínuo. Um ajuste na natureza e nível dos colóides estabilizantes usados pode contribuir diretamente para manter o nível de imobilização da água igual aquele observado em sorvete convencional. Porém, o grau para o qual o nível de muitos colóides pode ser aumentado é limitado, devido a um problema que tem sido comumente apelidado de overstabilization treshold ou, pata-

mar de sobre-estabilização. Trata-se de um nível, que varia dependendo do colóide empregado, a partir do qual começam a aparecer sintomas de uma gomosidade excessiva e um efeito mascarador de aroma.

O uso amplamente difundido de sistemas estabilizantes com celulose microcristalina (MCC) em sorvetes “Sem adição de açúcar” e sorvetes do tipo LNC é um testemunho à eficácia deste colóide em tais aplicações. Essa eficácia é relacionada a um patamar de sobre-estabilização mais alto do que outros colóides geralmente usados. A MCC também contribui diretamente e de forma positiva na cremosidade, devido a sua funcionalidade como um estabilizante de espuma.

Análise do perfil de congelamento como ferramenta de desenvolvimento para produtos do tipo LNC

Como foi visto até agora, o efeito das mudanças na composição do sorvete para obter-se um produto do

A crescente disponibilidade de sólidos de leite desnatado ultra filtrados têm o potencial de oferecer ingredientes lácteos,

cuja composição modificada os tornam especialmente aplicáveis em sorvetes do tipo LNC.

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tipo LNC pode ter efeito significativo no seu perfil de congelamento i.e., seu ponto de congelamento e na quantidade de água congelada a temperaturas abaixo do ponto de congelamento. Assim, a análise desse efeito é uma parte importante no desenvolvimento de tais produtos. É possível calcular com precisão prática o perfil de congelamento de qualquer composição de sorvete do tipo LNC e compará-la a um sorvete de referência para avaliar sua viabili-dade. A Parte A da Figura 2, mostra os perfis de congelamento calculados para duas composições - um sorvete convencional e uma composição do tipo “Sem adição de açúcar” (NSA). Pode-se observar que na composição do sorvete “Sem adição de açúcar”, a quantidade de água congelada a -3,17°C (26,3°F) é igual a do produto convencional a uma temperatura de saída do congelador contínuo típica de -5,56°C (22°F).

A utilidade do cálculo do perfil de congelamento para prever o comportamento no congelamento é relacionada ao grau com o qual pode refletir o comportamento atual de congelamento. Vejamos! Na Parte B da Figura 2, o Índice de Dureza mostrado no eixo Y do gráfico repre-senta as gramas de força requeridas para uma sonda penetrar na super-

fície do produto a uma profundidade padrão, medida por um instrumento de análise de textura Voland-Stevens. Nota-se que a dureza mostrada pela composição convencional a -5,56°C (22°F) - aproximadamente 30 g por 100 g de produto - é alcançado na composição “Sem adição de açúcar” a aproximadamente -3,11°C (26,4°F), o que tinha sido previsto pela análise do calculo do perfil de congelamento, na Parte A da figura.

Assim, é possível usar o cálculo de perfil de congelamento como uma ferramenta para detectar as composições para produzir sorvetes do tipo LNC, que são claramente impraticáveis no que diz respeito ao seu comportamento no freezer e, conseqüentemente, economizar um tempo considerável no desenvolvi-mento do produto.

Diretrizes de formulação

As diretrizes de formulação para o desenvolvimento de sorvete do tipo LNC estão ilustradas nas Tabelas 3 e 4. Nelas, são consideradas composi-ções usando várias combinações de polióis e agentes de carga, que são comparadas a um sorvete conven-cional e a um produto do tipo NSA

(“Sem adição de açúcar”) típico, com relação a doçura, depressão do ponto de congelamento, e níveis de carboidratos e calorias por por-ção. Estas comparações são feitas com uma composição de 10% de gordura, uma vez que a dieta de Atkins e outras baseadas no controle da ingestão de carboidratos, não limitam a ingestão de gordura. A dieta de Atkins, padrão seguido nos Estados Unidos, recomenda que um sorvete do tipo LNC não deve ter mais que 4 g de carboidratos, por porção. Assim, esse nível, ou ainda menos, foi usado como objetivo a ser atingido nas composições de sorvetes do tipo LNC apresentadas nas Tabelas 3 e 4.

Em ambas as tabelas, o adoçante de alta intensidade usado para equi-librar a doçura, quando necessário, é a sucralose, considerando uma doçura de 600 vezes a da sacarose. Para outros contribuintes de doçura, são usados os valores de doçura mostrados na Tabela 2. Os níveis de doçura apresentados incluem a con-tribuição de lactose (calculada como estando presente a um nível de 55% do nível de MSNF) e a uma doçura de 20% da sacarose. No controle da doçura de cada composição, foi considerado que chegar a um nível de doçura de ± 0,5% da composição de referência é aceitável.

Os níveis de estabilizantes/emulsificantes (E/E) mostrados no sorvete de referência não represen-tam nenhum sistema específico; são níveis típicos que podem ser encon-trados em um sorvete convencional. Para a composição de referência de sorvete “Sem adição de açúcar” (NSA) e para as composições do tipo LNC, o valor E/E apresentado contempla o uso da celulose micro-cristalina, a qual é freqüentemente usada em tais produtos. A seleção do fator de E/E é um elemento crítico para sorvetes do tipo LNC, influindo diretamente nas proprie-dades do sorvete; orientações para o uso de sistemas específicos em de-terminadas composições poderão

FIGURA 2 – USO DO PERFIL DE CONGELAMENTO CALCULADO COMO UM ÍNDICE DE DUREZA DO SORVETE

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ser obtidas junto aos fornecedores de estabilizantes/emulsificantes.

A Tabela 3 considera o uso dos três polióis mais comumente usados - sorbi-tol, lactitol e maltitol - junto com PGT e PDX. A Tabela 4 inclui uma apresenta-ção semelhante para o eritritol e para o

uso de proteínas do leite concentradas, em sorvetes do tipo LNC.

As colunas 1 e 2 da Tabela mos-tram, respectivamente, a composição típica, nos Estados Unidos, de um sorvete convencional e de um pro-duto “Sem adição de açúcar” (NSA)

típico, que usa o sorbitol como poliol e MDX e PDX como agente de carga. As composições do tipo LNC, nas outras colunas, mostram o efeito do uso de PGT como uma alternativa para o MDX, já que o uso deste último é pouco interessante, devido

TABELA 3 - EFEITO DE VÁRIAS COMBINAÇÕES DE SORBITOL, LACTITOL, MALTITOL, POLIGLICITOL E POLIDEXTROSE EM COMPOSIÇÕES DE LNC

Composição de referência

Composições de sorvetes do tipo LNC

3Sorbitol,

PGT, PDX

4Lactitol,

PGT, PDX

5Maltitol,

PGT, PDX

6Maltitol,

PGT, PDX

7Mal t i t o l

Sirup1

Convencional2

NSA

% Gordura 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00

% MSNF 12,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00

% Sucrose 13,00

% CSS (36) 4,00

% Sorbitol 6,00 6,00

% Lactitol 6,00

% Maltitol 6,00 8,00

% PGT 6,00 6,00 6,00 7,00

% Xarope de maltitol

21,00

% MDX 6,00

% PDX 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00

% E/E 0.30 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70

% Sucralose 0,018 0,014 0,016 0,011 0,008 ---

% TS 39,30 38,714 38,716 37,711 41,708 41,70

Adoçante 16 15,5 15,5 15,5 15,5 15,9 15,8

Efeito no ponto de congelamento

Ponto de congelamento (ºC)

-2,78 -2,61 -2,94 -2,33 -2,33 -2,78 -2,89

Diferença Ref. +0,17 +0,16 +0,45 +0,45 --- -0,11

Ponto de congelamento (ºF)

27,0 27,3 26,7 27,8 27,8 27,0 26,8

Diferença Ref. + 0,3 -0,3 +0,8 +0,8 --- -0,2

Carboidratos líquidos e calorias por porção de 113 ml (4 oz) e overrun de 90%

Carboidratos líquidos (g)

16 8 4 4 4 4 4

Calorias 140 120 120 120 120 125 120

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ao fato de ser considerado como um “carboidrato ruim” e, assim, dificultar mais ainda alcançar o objetivo de um baixo nível de carboidratos.

Todas as composições de sorvetes do tipo LNC alcançam o objetivo visado de 4 g de carboidratos líqui-dos por porção. Embora todos eles tenham um nível mais baixo de calo-rias do que o sorvete de referência, a redução não é suficiente para fazer jus a qualquer reivindicação relacio-nada à redução de calorias. O efeito laxativo irá variar entre eles conforme os valores dessa propriedade mos-trados na Tabela 2. Quer dizer, em ordem decrescente de efeito laxativo temos as composições 4 (lactitol), 3 (sorbitol) e quaisquer das composi-ções 5-7, usando maltitol (5-7).

Os efeitos no ponto de congela-mento são relacionados diretamente a várias propriedades importantes do sorvete. Diferenças no ponto de con-gelamento podem gerar diferenças em maquinabilidade no congelador contínuo e na dureza a temperatura de serviço. Tão importante quanto, é o fato de que as diferenças no ponto de congelamento são associadas a diferenças na taxa de crescimento dos cristais de gelo durante as fases de choque térmico e, em função disto, com o shelf life do produto e sua acei-tação pelo consumidor. Para produtos com níveis de sólidos totais semelhan-tes, um ponto de congelamento mais baixo é associado com uma maior quantidade de água que derrete e re-congela a cada choque térmico. Assim, quanto menor o ponto de congelamento, maior será a taxa de crescimento dos cristais de gelo e mais curto será o shelf life da textura.

Na Tabela 3 pode ser observado que o produto de referência NSA mostra um ponto de congelamento ligeiramente mais alto do que o do produto de referência convencional. Embora o efeito de depressão do ponto de congelamento de sorbitol seja duas vezes o da sacarose, o menor nível de sorbitol e a ausência de uma contribuição significativa do MDX, gera um aumento no ponto de congelamento. Esse efeito é invertido

na composição 3, ou seja, no produ-to do tipo LNC usando sorbitol, PGT e PDX, devido ao maior efeito de depressão do componente PGT.

O efeito das diferenças de doçura entre lactitol e maltitol reflete-se na quantidade de sucralose, suplemen-tar necessária para alcançar os níveis de doçura desejados. Com o lactitol (composição 4), é necessário adicio-nar 0,16% de sucralose, enquanto que com o maltitol (composição 3) são necessários apenas 0,011%. Essa diferença representa uma redu-ção de 30% no custo de sucralose.

As composições que usam lactitol (4) e maltitol (5, 6) refletem menor efeito de depressão do ponto de congelamento. Quando substituído por sorbitol, cada um deles aumenta substancialmente o ponto de con-gelamento, de 0,45°C (0,8°F). Tal aumento produz um aumento signi-ficativo na dureza, o que pode ser problemático em certas situações. A composição 6 ilustra a possibilidade de trazer o ponto de congelamento de volta àquele observado no sorvete de referência, através de um ajuste dos níveis e proporção de maltitol e PGT usados. Esse ajuste pode ser visto, inclusive, na redução do nível de sucralose necessário, para 50% do nível requerido na composição de lactitol. Além disso, o maior número de sólidos totais da composição deverá melhorar a cremosidade e suavidade do produto.

A composição 7 na Tabela 3 ilustra o efeito no produto final do uso de xarope de maltitol, no qual a proporção de maltitol e PGT pro-duz uma doçura de cerca de 70%. Quando usado a 21%, a substitui-ção na composição 6 do sistema maltitol/PGT/PDX, em pesos iguais, é possível. Essa substituição provê as vantagens do xarope de maltitol descritas anteriormente.

Na Tabela 4, uma consideração semelhante é dada ao uso de eritritol, um poliol que só começou recente-mente a ser aplicado em sorvetes do tipo LNC. Pode ser observado que na composição que usa o eritritol como

poliol, no mesmo nível usado para os outros polióis (8), ocorre uma redução de calorias de 25%, o que qualifica essa composição, pelo menos nos Estados Unidos, como “Produto com teor reduzido de calorias”. Porém, o forte efeito de depressão do ponto de congelamento do eritritol leva a um baixíssimo ponto de congelamento, o que pode ser problemático no que tange as propriedades de manuseio e shelf life.

A composição 9 mostra que o pon-to de congelamento pode ser trazido de volta ao valor do sorvete conven-cional de referência, substituindo 3% de eritritol com PGT, uma medida que também reduz a quantidade de su-cralose necessária para se conseguir o nível de doçura requerido. Porém, esse processo aumenta as calorias até um nível que não permite mais vender o sorvete como “Produto com teor reduzido de calorias”.

A variável composicional final a ser considerada refere-se a utilização potencial de leite ultra filtrado (MPC) em produtos do tipo LNC, devido aos níveis de lactose reduzidos (“carboidratos ruins”) que este tipo de ingrediente apresenta. As compo-sições 13 - 15 mostram a aplicação de MPC 87, um concentrado protéico de leite, com 87% de proteína, para o qual as especificações mostram um nível de lactose de 1%.

Na composição 13 da Tabela 4, o MPC 87 é usado para fornecer a metade da quantidade de MSNF. Nesse nível é alcançada uma redu-ção de 50% do nível de carboidratos, mantendo uma similaridade total com o sorvete de referência no que tange aos outros parâmetros. Existe também um benefício adicional, que é o aumento do nível de imobiliza-ção da água devido ao alto nível de proteína.

O uso de MPC 87 como fonte exclusiva de MSNF em sorvete do tipo LNC é algo quase impraticável, devido a seu alto custo e a necessida-de de usar uma gordura livre, como manteiga ou AMF (Anhydrous Milkfat), como fonte de gordura. Mesmo assim,



8Eritritol,

PGT, PDX

9Eritritol,

PGT, PDX

1350% MPC

141 0 0 %

MPC

15100% MPC

1Convencional

2NSA

% Gordura 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00

% MSNF 12,00 10,00 10,00 10,00 5,00

% MPC 87 5,00 10,00 10,00

% Sucrose 13,00

% CSS (36) 4,00

% Sorbitol 6,00

% Eritritol 6,00 3,00

% Glicerina 0,5

% PGT 6,00 9,00

% PDX 6,00 6,00 6,00

% MDX 6,00

% Maltitol sir. 21,50 22,00 21,50

% E/E 0,30 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70

% Sucralose 0,018 0,014 0,15

% TS 39,30 38,718 38,714 38,715 42,20 42,7 42,7

Adoçante 16 15,5 16 15,8 15,4 15,4 15,4Efeito no ponto de congelamento


-2,78 -2,61 -3,5 -2,83 -2,72 -250 -2,67

Diferença --- +0,17 -0,72 -0,05 +0,06 0,8 +0,11


27,0 27,3 25,7 26,9 27,1 27, 27,2

Diferença --- + 0,3 -1,3 -0,1 +0,1 +0, +0,2



16 8 4 4 2 0,07 0,07

Calorias 140 120 105 115 120 120 120

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tal produto é incluído na Tabela 4, composição 14, como um último exemplo do efeito do uso de MPC. Nessa composição, o nível de xarope de maltitol é aumentado ligeiramente para compensar a doçura perdida pela completa eliminação de lactose. A esse nível de MPC 87 usado, o ní-vel de carboidratos é suficientemente baixo para apoiar uma reivindicação

de “Zero carboidrato”. Porém, a remoção total de lactose aumenta substancialmente o ponto de conge-lamento. Na composição 15, esse efeito é compensado pela inclusão de um baixo nível de glicerina.

Conclusão A disponibilidade de uma extensa

gama de adoçantes alternativos, de agentes de carga, sistemas estabili-zantes/emulsificantes e ingredientes lácteos, torna possível produzir sorvete do tipo LNC com excelentes propriedades. Espero que as infor-mações e composições apresentadas neste artigo estejam oferecendo dire-trizes úteis para o desenvolvimento de tais produtos.

TABELA 4 - EFEITOS DO ERITRITOL E MPC (MILK PROTEIN CONCENTRATE) EM COMPOSIÇÕES DE TIPO LNC



8Eritritol,

PGT, PDX

9Eritritol,

PGT, PDX

1350% MPC

141 0 0 %

MPC

15100% MPC

1Convencional

2NSA

% Gordura 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00

% MSNF 12,00 10,00 10,00 10,00 5,00

% MPC 87 5,00 10,00 10,00

% Sucrose 13,00

% CSS (36) 4,00

% Sorbitol 6,00

% Eritritol 6,00 3,00

% Glicerina 0,5

% PGT 6,00 9,00

% PDX 6,00 6,00 6,00

% MDX 6,00

% Maltitol sir. 21,50 22,00 21,50

% E/E 0,30 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70

% Sucralose 0,018 0,014 0,15

% TS 39,30 38,718 38,714 38,715 42,20 42,7 42,7

Adoçante 16 15,5 16 15,8 15,4 15,4 15,4Efeito no ponto de congelamento


-2,78 -2,61 -3,5 -2,83 -2,72 -250 -2,67

Diferença --- +0,17 -0,72 -0,05 +0,06 0,8 +0,11


27,0 27,3 25,7 26,9 27,1 27, 27,2

Diferença --- + 0,3 -1,3 -0,1 +0,1 +0, +0,2



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Calorias 140 120 105 115 120 120 120

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