Aditivos alimentares naturais - Tendências

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
FACULDADE DE FARMÁCIA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS
FARA 13 - TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Ivo Henrique Pinto Andrade 
Aditivos alimentares naturais - Tendências
ADITIVOS ALIMENTARES – DEFINIÇÃO
Qualquer substância adicionada, de maneira direta ou indireta, na
produção, processamento, tratamento, embalagem, transporte ou
armazenamento de alimentos e que afete as suas características
Objetivos específicos:
• Prolongar a vida útil dos alimentos
• Melhorar suas propriedades organolépticas
• Melhorar ou manter seu valor nutricional
ADITIVOS ALIMENTARES
Problemática
• Diversos problemas de saúde são associados ao consumo dos
aditivos alimentares sintéticos, embora as autoridades revisem
periodicamente os dados que suportam sua segurança e ingestão
diária aceitável (IDA) correspondente (WORLD HEALTH
ORGANIZATION, 2021)
ADITIVOS ALIMENTARES
Problemática – exemplos:
• Sorbato de sódio Pode mostrar-se genotóxico
• Nitritos Podem causar efeitos cancerígenos
• Tartrazina Associado à irritabilidade e distúrbios do sono
em crianças
• Acesulfame K Podem induzir alergias
(CAROCHO et al., 2015)
ADITIVOS ALIMENTARES
Regulação dos aditivos
• Classificação de acordo com números
• O método de numeração na União Européia dá a cada
aditivo um número único chamado "E number", que é
usado na Europa para todos os aditivos aprovados
(WU et al., 2021)
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS
Nova tendência
• Preocupações relacionadas à saúde
• Preferência da população por alimentos com
alegação funcional
CLASSES:
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
1- Aproveitamento de subprodutos vegetais para extração e aplicação de aditivos naturais em
alimentos
• Os subprodutos de frutos na indústria alimentícia e pós-colheita representam um dos problemas de poluição
ambiental mais comuns do mundo (perdas de alimentos de 20% a 40%) - Marcillo-Parra e colaboradores (2021)
• A maioria desses subprodutos é descartada em aterros sanitários ou usada como ração animal
• Fontes de fibras, vitaminas, compostos fenólicos, e carotenoides
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
1- Aproveitamento de subprodutos vegetais para extração e aplicação de aditivos naturais em alimentos
Micropartículas de casca e polpa de ameixa (Prunus
salicina) como aditivos antioxidantes naturais 
(2018)
Potencial do extrato de casca de romã como aditivo natural em 
alimentos
(2021)
Micropartículas de casca e polpa de ameixa (Prunus salicina) como aditivos antioxidantes naturais em 
hambúrgueres de peito de frango (2018)
• Objetivo: Avaliar a capacidade antioxidante de
micropartículas de fibra (MPC) da casca e da polpa de
ameixas japonesas (deformadas, machucadas e/ou
maduras) na conservação de hambúrgueres de peito de
frango durante armazenamento refrigerado a 4,0 °C e
10 dias
• As MPCs foram extraídas com etanol separadamente
da casca e polpa das ameixas descartadas, e usadas
após liofilização por 24 h em temperatura ambiente
• Dois sistemas de hambúrguer de frango contendo
MPCs de casca ou MPCs de polpa, bem como um de
controle
• Uma parte dos hambúrgueres foi grelhada para as
análises
Micropartículas de casca e polpa de ameixa (Prunus salicina) como aditivos antioxidantes naturais em 
hambúrgueres de peito de frango (2018)
• A capacidade antioxidante através do FRAP foi 77-
157% maior em hambúrgueres adicionados de MPCs,
especialmente nas amostras com MPCs de casca,
atribuído aos compostos como os tocoferóis e
proantocianidinas
• As cianidinas presentes nas MPCs transferiram
coloração vermelha para os hambúrgueres de frango
(principalmente as da polpa)
 Pectina
• O tratamento térmico quase não afetou os teores de
tocoferóis dos hambúrgueres carregados com MPCs da
casca
• As MPCs de ameixa descartadas são aditivos naturais 
eficientes para a conservação de produtos cárneos
• As MPCs reduziram em 50% a formação de
substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS)
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
2- Obtenção de novos corantes naturais
• O desenvolvimento de alimentos contendo apenas corantes naturais ainda é um grande desafio
 A busca da indústria alimentícia para ampliar a limitada paleta de cores com corantes naturais
 Os corantes naturais possuem menor estabilidade química e física, poder de coloração e,
principalmente, maior custo que os corantes sintéticos
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
2- Obtenção de novos corantes naturais Cor azul
• Maior desafio na indústria de alimentos, já que as
fontes naturais do azul são limitadas
• Ainda não existe no mercado corante azul natural com
a mesma estabilidade físico-química e poder de
coloração em comparação com os sintéticos
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
2- Obtenção de novos corantes naturais Cor azul
Número de publicações por ano sobre corantes azuis naturais no 
banco de dados Scopus (2015–2020)
• Ficocianina (complexo proteico azul) encontrado 
em espirulinas. 
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
2- Obtenção de novos corantes naturais Cor azul
• Nova alternativa em estudo: Corantes naturais derivados
da genipina (pigmentação azul)
• Composto essencial para a formação da cor azul a partir
de uma reação química espontânea, com aminas
primárias de aminoácidos, peptídeos ou proteínas
• Entretanto os corantes derivados de genipina ainda
precisam ser validados quanto à segurança alimentar
Sistema coloidal do leite como meio de reação e carreador do corante azul natural obtido a partir da reticulação
entre genipina e proteínas do leite (2020)
• Objetivo: obtenção de corante azul a partir do
leite e da polpa verde de jenipapo.
• Leite em pó reconstituído (desnatado, semidesnatado e
integral) foi utilizado como solvente, fornecedor de aminas
primárias e carreador dos compostos de cor azul
• Jenipapo moído foi processado com os leites sob tratamento
ultrassônico (visando aumentar a taxa de reação entre os
grupos genipina e aminas)
• As análises foram realizadas imediatamente após a
produção das amostras (0 h) e por mais de quatro dias
(24, 48, 72 e 96 h) e armazenamento a 5 °C
Sistema coloidal do leite como meio de reação e carreador do corante azul natural obtido a partir da reticulação
entre genipina e proteínas do leite (2020)
• As amostras de leite apresentaram-se mais azuladas após
o tempo de armazenamento refrigerado, evidenciando o
aumento na formação de compostos de coloração azul
• O leite desnatado foi o que mais reagiu com a genipina
durante o tempo de armazenamento refrigerado,
resultando assim em uma maior formação de
compostos de coloração azul
• O corante azul foi quimicamente estável durante 96 h e
apresentou uma cor azul intensa.
• A gordura promoveu um meio mais seletivo para a
extração dos compostos, impedindo a extração de
moléculas mais polares que a genipina, e maior
dispersão da luz, e assim a cor do sistema ficou mais
evidente
• O composto azul apresenta grande potencial de aplicação devido 
a sua intensidade, estabilidade, versatilidade e baixo custo para 
aplicações em alimentos
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
3- Novas formas de extração de aditivos em microalgas
• Problemática
 A estrutura celular das microalgas é protegida por paredes celulares espessas com múltiplas camadas e uma
composição química complexa, o que dificulta o acesso do solvente ao citoplasma das algas
 Como a interação entre os solventes hidrofóbicos e as células é difícil, grandes volumes de solventes são
necessários, contribuindo com altos custos operacionais e aumentando os riscos à saúde e aos problemas
ambientais
 A toxicidade dos solventes utilizados e seus resíduos
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
3- Novas formas de extração de aditivos em microalgas
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
Óleos ricos em ômega-3 de microalgas: um método de transesterificaçãoin situ mediado por quitosana
• Baseia-se na promoção da lise celular que libera
componentes intracelulares das microalgas
• Objetivo: Aplicação de nanoagregados de quitosana
como emulsificante para promover o inchaço da parede
celular das algas e a formação de interfase óleo-etanol
durante etanólise, acelerando a velocidade da reação
• O método proposto foi comparado com o da extração
tradicional (que utiliza solventes tóxicos)
• Amostra da biomassa das algas + solução de
quitosana / etanol para promover a emulsão
(Meio alcalino)
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
Óleos ricos em ômega-3 de microalgas: um método de transesterificação in situ mediado por quitosana
• Camada inferior da mistura: produtos polares
• Camada superior: fase oleosa
• A quantidade relativa de ácidos graxos 
poliinsaturados do método proposto em relação ao 
tradicional foi de 27,7% e 29,4% (para uma alga) e 
57,2% e 41,4% (para a outra)
• A extração foi bem balanceada e em condição mais 
branda
• O método é uma abordagem segura e sustentável, pois 
emprega apenas aditivos de grau alimentício e não 
requer evaporação de solvente
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
4- Incorporação de antimicrobianos naturais em embalagens biodegradáveis de alimentos
a) Óleos essenciais • Os óleos essenciais são isolados de várias plantas aromáticas
• Sua aplicação vem crescendo à cada dia devido às suas atividades
antioxidantes e antibacterianas
• Suas propriedades antimicrobianas estão associadas à sua capacidade de interagir
com os constituintes das células bacterianas e partículas virais (proteínas, lipídios,
DNA e RNA), levando à inibição de enzimas microbianas e interrupção da
regulação de proteínas (DA SILVA et al., 2022)
• Exemplos de fontes: Gengibre, orégano, alecrim, tomilho, hortelã
• Já as suas propriedades antioxidantes são oriundas da inativação dos radicais livres
gerados a partir da oxidação de ácidos graxos insaturados (PATEIRO et al., 2018)
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
4- Incorporação de antimicrobianos naturais em embalagens biodegradáveis de alimentos
a) Óleos essenciais
• Filmes biodegradáveis: Os filmes permitem a liberação controlada destes
compostos e reduzem sua volatilidade, remodelando assim sua eficácia
• Problemática: Incorporação direta de óleos essenciais em produtos
alimentícios é restrita devido à sua natureza altamente volátil, hidrofobicidade
e perda de sabor, degradação fototérmica (PUNIA BANGAR et al., 2021)
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
4- Incorporação de antimicrobianos naturais em embalagens biodegradáveis de alimentos
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
4- Incorporação de antimicrobianos naturais em embalagens biodegradáveis de alimentos
b) Bacteriófagos
• Os bacteriófagos são eficazes como agentes contra vários patógenos de origem
alimentar
• São fáceis de isolar 
• Os antimicrobianos comerciais à base de fagos consistem em suspensões
concentradas contra alvos bacterianos
• Apesar dessa perspectiva, poucas informações estão disponíveis sobre a 
viabilidade ou estabilidade de fagos em matrizes alimentares 
 Controle da liberação de fagos no ambiente e a gama limitada de 
hospedeiros
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
4- Incorporação de antimicrobianos naturais em embalagens biodegradáveis de alimentos
• A maioria dos produtos comerciais são formulados como
coquetéis de fagos, uma estratégia destinada a estender a
eficácia e aliviar o risco de desenvolvimento de resistência do
hospedeiro
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
Avaliação de um filme comestível de WPC adicionado de um coquetel de seis fagolíticos contra patógenos de
origem alimentar, como Escherichia coli enteropatogênica e Shigatoxigênica (2019)
• Objetivo: Avaliar a potencial utilidade de seis
fagos misturados em um coquetel e adicionados em
filmes comestíveis de Whey Protein Concentrado
(WPC)
• A liberação nos filmes foi feita em carne, nas temperaturas de
4°C, ambiente e à 37°C
• Os fagos foram isolados, cultivados e propagados utilizando a
cultura DH5α como cepa hospedeira sensível, e outras 3
cepas foram usadas nos experimentos de biocontrole
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
Avaliação de um filme comestível de WPC adicionado de um coquetel de seis fagolíticos contra patógenos de origem
alimentar, como Escherichia coli enteropatogênica e Shigatoxigênica (2019)
4 °C e 24h 37 °C e 1h 
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
Avaliação de um filme comestível de WPC adicionado de um coquetel de seis fagolíticos contra patógenos de origem
alimentar, como Escherichia coli enteropatogênica e Shigatoxigênica (2019)
• Os filmes adicionados de fagos produziram uma redução significativa nas células de E. coli para níveis não
detectáveis em ensaios antimicrobianos das cepas DH5α e O157:H7 STEC
• Porém mais pesquisas são necessárias para determinar a composição adequada e a concentração de fagos para
obter filmes com atividade antimicrobiana mais satisfatória, especialmente quando é avaliada em ambiente não
refrigerado
• No geral, os fagos tiveram boa estabilidade quando foram incluídos nos filmes WPC testada (o 
ambiente proteico desempenha um papel na estabilização das proteínas do capsídeo viral)
• Em um nível básico, a encapsulação, uma abordagem atual no segmento alimentício, pode ser 
uma alternativa para liberação em taxas controladas dos fagos, e para sua preservação
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
5- Encapsulação
• Processo que “aprisiona” uma substância (agente ativo) em outra substância,
o material da parede
• Material de parede de grau alimentício
• Pode-se gerar partículas na escala nanométrica (nanoencapsulação),
micrométrica (microencapsulação) ou milimétrica
(Zanetti et al., 2018; Marcillo-Parra et al., 2021)
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
• O material de parede forma barreiras eficazes contra interações ambientais e
químicas
• Permitem a liberação controlada de compostos funcionais, melhorando sua
efetividade
• A liberação do conteúdo interno pode ocorrer de diferentes formas, podendo
ocorrer por:
Ruptura mecânica, pela ação da temperatura, ação do pH, 
pela solubilidade no meio, por biodegradação
5- Encapsulação
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
5- Encapsulação
• É uma abordagem prática e eficiente para resolver problemas como a
instabilidade física e bioatividade de algumas moléculas ativas, e algumas
vezes para controlar a liberação de moléculas ativas para o meio externo
• O objetivo principal da encapsulação é proteger com eficiência compostos 
bioativos sensíveis a condições ambientais adversas, como
Luz, temperatura, umidade, oxigênio e variações de pH
ADITIVOS ALIMENTARES NATURAIS – TENDÊNCIAS ATUAIS
5- Encapsulação
Adaptado de Marcillo-Parra e colaboradores (2021)
REFERÊNCIAS
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REFERÊNCIAS
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OBRIGADO!