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Confira 10 diferentes métodos e tecnologias aplicados para extrair os componentes ativos de plantas e produzir os extratos naturais, ingredientes que estão em alta no mercado global de alimentos e bebidas, alinhados à tendência crescente dos consumidores por naturalidade, bem-estar e saúde


 

Os firmes movimentos dos consumidores em busca de naturalidade, saudabilidade e benefícios funcionais na alimentação têm promovido um crescente interesse das indústrias globais de alimentos e bebidas por ingredientes que ajudem a suprir esta demanda do mercado. Esta tendência dá um lugar de destaque aos extratos vegetais concentrados em ativos, que oferecem estes benefícios adicionais e se apresentam como excelentes alternativas para agregar valor aos produtos das mais diferentes categorias e trazer novas oportunidades de negócios.

Hoje, pode-se encontrar com frequência extratos nos mais diversos produtos possíveis: bebidas carbonatadas formuladas com especiarias e sucos de frutas, águas minerais com vitamina C, chocolate com óleos essenciais de frutas, produtos lácteos, barras energéticas, snacks, biscoitos, doces, sopas, derivados de carne, entre outros.

Na indústria alimentícia, os extratos são utilizados como aromatizantes, corantes e antioxidantes naturais e como enriquecedores do alimento com ativos naturais de plantas, atendendo aspectos legais e para agregar valor aos produtos.

Os compostos ativos são retirados das mais diferentes partes de uma planta, como o caule, as folhas, as sementes e os frutos. Hoje os extratos são classificados de tinturas, extratos fluidos, extratos moles ou concentrados, e extratos secos ou em pó.

O que é extração

Significa retirar, da forma mais seletiva e completa possível, as substâncias ou fração ativa contida na planta, utilizando para isso, um líquido ou mistura de líquidos tecnologicamente apropriados e toxicologicamente seguros.

O que são extratos

“Extratos são produtos obtidos por esgotamento, a frio ou a quente, a partir de produtos de origem animal, vegetal ou microbiana com solventes permitidos. Devem conter os princípios sápidos aromáticos voláteis e fixos correspondentes ao respectivo produto natural. Podem apresentar-se como: extratos líquidos: obtidos sem a eliminação do solvente ou eliminando-o de forma parcial; e extratos secos: obtidos com a eliminação do solvente.”
(
Resolução nº 02/07 – Regulamento técnico sobre aditivos e aromatizantes)

 

Para promover esta extração, a indústria conta com diversidade de tecnologias e processo extrativos. Selecionamos, a seguir, os 10 principais métodos utilizados no processo de extração e fabricação de extratos:

Maceração: consiste no simples contato da droga vegetal com o líquido extrator por um período de tempo determinado. Esta maceração pode ser estática (parada) ou dinâmica (com movimento), com agitação (movimentação em reator) de ambas.

É indicado para fabricação de extratos sensíveis a degradação térmica, quando se quer manter bem as características sensoriais da planta e não exaurir a extração dos ativos. Por exemplo, um extrato de camomila.

Infusão: água fervente ou outro líquido extrator apropriado é adicionado à planta. É o método de preparo do chá caseiro, mas em grande escala.

Também é muito usado para plantas sensíveis à degradação térmica, buscando uma melhor qualidade sensorial do extrato obtido. Por exemplo mate tostado, hibisco e chá verde.

Decocção ou refluxo: neste método, o líquido extrator entra em ebulição (fervura) em contato com a planta.

Indicado para extração de ativos não termossensíveis e para extração de partes mais rígidas das ervas como caules, raízes e sementes. Por exemplo, extrato de catuaba.

Digestão: o contato planta-substância extratora é mantido a uma temperatura de 40°C a 60°C.

Muito usado para obtenção de extratos de frutas e vegetais. Muitas vezes uma etapa de enzimação faz parte da digestão, para obtenção de extratos com mais impacto sensorial e clarificados (operação que consiste em clarear líquidos turvos). Por exemplo, extrato de açaí, ameixa, cacau.

Percolação: este é o processo que permite a extração mais eficiente dos ativos pela dinâmica e artifícios possíveis. A passagem do líquido extrator através da planta moída, em aparelhos conhecidos como percoladores com controle de fluxo, tempo e temperatura, otimiza o processo.

Geralmente é usado para extração de ativos não termossensíveis. Por este método, em muitos casos, é possível extrair em torno de 95% dos ativos contidos no material vegetal. Por exemplo, extrato de guaraná, extrato de quassia, oleoresinas de pimenta.

Extração com CO2 Supercrítico: neste tipo de extração, utiliza-se fluido supercrítico CO2 para modular extração, podem também ser utilizados co-solventes como etanol. Esta tecnologia ainda não está muito difundida na indústria devido seu alto custo e baixo rendimento.

É usada para extração de óleos essenciais.

Extração Assistida por Micro-ondas (ESAM): é uma técnica de extração emergente, muito utilizada na academia e ainda pouco difundida na indústria. A utilização de energia de micro-ondas possibilita a extração com menos líquido extrator.

É utilizada para extração de compostos mais polares, como óleos e gorduras.

Extração Assistida por Ultrassom: outra técnica emergente que vem recebendo destaque por se tratar de uma metodologia de intensificação do processo, possibilitando a obtenção de elevadas taxas de extração em tempos menores. A cavitação ( fenômeno de vaporização de um líquido pela redução da pressão, durante seu movimento) gerada pelo ultrassom é conhecida por produzir diversos efeitos na matriz vegetal, tais como: a circulação do líquido (agitação do líquido extrator) no sistema e geração de turbulência que pode auxiliar no aumento da transferência de massa. Isto reduz o tempo de extração, possibilitando o consumo reduzido do líquido, além da extração em temperaturas reduzidas, evitando danos térmicos ao extrato e minimizando perdas de ativos.

Outras operações unitárias importantes para fabricação de extratos são:

Destilação: consiste na eliminação parcial ou total do líquido extrator. Esta destilação pode ser simples ou fracionada (dividida).

Secagem: quando o extrato líquido tem sua substância extratora removida por processos de evaporação ou é submetido a secagens (para virar pó, pedaços ou flocos) em equipamentos como  spray dryer, drum dryer, vaccum dryer e liofilização, que são os métodos mais empregados.

Cuidados na padronização de um composto específico

De um modo geral, para os extratos usados na indústria alimentícia são necessárias a quantificação e estandardização (padronização) de um composto específico, o qual é designado de marcador químico, para o estabelecimento do padrão de qualidade do extrato concentrado obtido.

Por isto, antes mesmo da etapa de processamento, há uma questão essencial que influencia diretamente na estandardização dos extratos em princípios ativos: é a qualidade das matérias-primas. É fundamental que o fabricante faça uma análise prévia de cada lote de matéria-prima comprado. E se utilize da prática de sourcing, que trata da escolha dos melhores fornecedores para a empresa, através de extensa pesquisa de mercado, incluindo a solicitação de cotação em diferentes concorrentes. Essas ações são importantes para garantir estes níveis de qualidade nas matérias-primas.

Diferentes métodos analíticos são aplicados para estandardização dos extratos vegetais em marcadores químicos ou princípios ativos. Um dos mais reconhecidos e confiáveis é através de análises por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE/HPLC). Mas são usadas também a Espectrofotometria e a Titulometria.

Além da quantificação de ativos, são necessárias outras análises físico-químicas em extratos vegetais, como teor de etanol, umidade, sólidos totais, pH, entre outros. E, quando se trata de aplicação destes extratos na indústria alimentícia, análises sensoriais e microbiológicas são igualmente importantes.

 

Aplicação em alimentos e bebidas

Estudos já identificaram milhares de moléculas nas cerca de 350 espécies vegetais consumidas pelo ser humano que teriam efeito protetor sobre a saúde. Esses metabólitos (substâncias produzidas durante o metabolismo), qualificados de fitonutrientres, podem ter papel importante na manutenção da saúde e até prevenção de doenças degenerativas. Entre os fitonutrientes que mais despertam interesse atualmente estão os polifenóis, os carotenóides, os fitoesteróis e os glucosinolatos, alguns com propriedade de atuar contra o estresse oxidativo (é como se denomina a situação de excesso de radicais livres em comparação com o sistema protetor intrínseco de cada célula, provocando envelhecimento precoce, por exemplo).

A lista de compostos ativos de interesse de aplicação das indústrias em alimentos e bebidas é reforçada por antioxidantes, cafeína, antocianinas, flavanoides, aminoácidos, vitaminas (A, do complexo B, C), ômega (6, 9), catequinas, entre outros. Estas moléculas favorecem diferentes apelos, como energia, disposição e relaxamento a quem consome.

Os antioxidantes também estão sendo amplamente utilizados pelas indústrias como uma interessante alternativa para substituir os antioxidantes sintéticos (adquirindo apelo clean label),  pela capacidade de melhorar a estabilidade oxidativa dos produtos alimentícios e, em muitos casos, aumentar a vida útil dos mesmos.

Na botânica da América Latina, há uma grande diversidade de plantas ricas nestes compostos, como o açaí, a acerola, o guaraná, o camu-camu, o maqui, o café, o mate verde e a camomila, por exemplo.

A sua empresa está conectada a este movimento que destaca os extratos vegetais como ingredientes em alta para atender à tendência de saúde e bem-estar? Quais são os desafios para inovar o portfólio dentro deste conceito? Conte para nós!

 

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