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Artigos e Atualidades

12/01/2023

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MARSELLE MARMO DO NASCIMENTO SILVA

BEBIDAS NÃO ALCOÓLICAS: AVALIAÇÃO DA QUALIDADE
MICROBIOLÓGICA E DO EMPREGO DE ADITIVOS

Rio de Janeiro
2020
Marselle Marmo do Nascimento Silva

BEBIDAS NÃO ALCOÓLICAS: AVALIAÇÃO DA QUALIDADE
MICROBIOLÓGICA E DO EMPREGO DE ADITIVOS

Tese de Doutorado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em
Ciências de Alimentos, Universidade
Federal do Rio de Janeiro, como
requisito parcial à obtenção do título
de Doutor em Ciências de Alimentos

Orientadores: Profa. Dra. Maria Alice Zarur Coelho
Profa. Dra. Karen Signori Pereira
Prof. Dr. Daniel Perrone Moreira

Rio de Janeiro
2020

Marselle Marmo do Nascimento Silva

BEBIDAS NÃO ALCOÓLICAS: PANORAMA SOBRE QUALIDADE
MICROBIOLÓGICA E DO EMPREGO DE ADITIVOS

Aprovada por

_____________________________________________________
Presidente: Profª. DSc. Maria Alice Zarur Coelho (EQ/UFRJ)

_____________________________________________________
Orientadora: Profª. DSc. Karen Signori Pereira (EQ/UFRJ)

_____________________________________________________
Orientador: Prof. DSc. Daniel Perrone Moreira (IQ/UFRJ)

_____________________________________________________
Prof. DSc. Alexandre Guedes Torres (IQ/UFRJ)

_____________________________________________________
Prof. DSc. Lauro Luís Martins Medeiros de Melo (IQ/UFRJ)

_____________________________________________________
Prof. DSc. Marcelo Cristianini (FEA/ UNICAMP)

_____________________________________________________
Prof. DSc. Flávio Luis Schmidt (FEA/UNICAMP)

Rio de Janeiro
2020
AGRADECIMENTOS

Quando essa jornada começou, 4 anos atrás, eu não poderia ter ideia de
que sairia com muito mais do que uma tese. Foram anos de grandes, imensas
transformações. Hoje vejo que fui impulsionada a amadurecer e me tornar uma
pessoa muito diferente do que eu era. Aprendi, tropeçando em minhas
inseguranças, a ter que tomar decisões. Buscando direções, fui motivada a
orientar. De aluna, virei um pouquinho professora. Sem saber que eu era capaz,
comecei a atuar de verdade, modificar as coisas.
São tantas e tantas pessoas que viram tudo isso acontecer, tantas
pessoas que contribuíram, que não sei como vou expressar todo esse
sentimento.
No apoio diário, nos momentos de total descrença de que tudo isso seria
possível, está minha fortaleza, minha bússola, minha paz. Rafael, esse ano
completamos 10 anos de um casamento de parceria inegociável. Te dedico essa
tese, meu químico conselheiro.
Aos meus pais, Marcia e Iran, eu sempre agradeço pelo suporte
inabalável. Mesmo com tantas dúvidas sobre se seria possível, tanto psicológica
como financeiramente, continuar essa jornada, eu sempre tive um porto seguro
para aliviar esse peso. A menininha que eu fui ontem, entrega hoje essa tese
nas mãos de vocês como prova de que o esforço valeu a pena.
Felipe, meu irmãozinho, você sabe que essa tese também é sua. No dia
a dia do laboratório você sempre enxergou coisas boas onde eu só via caos.
Foram tantos puxões de orelhas para que eu aprendesse com meus erros!
Obrigada por sempre dizer o que eu precisava ouvir, doendo o quanto doesse.
Andressa e Tiago, essa amizade Sul-Sudeste-Nordeste me rendeu os
melhores momentos: os mais leves e ao mesmo tempo mais profundos. Até hoje
choro lágrimas nostálgicas e de agradecimento pelos momentos que tivemos.
Aquele nosso ditado nunca foi tão verdadeiro e eu cheguei até aqui.
Ariane, obrigada pelo tanto que você me ensinou como pessoa e como
pesquisadora. Você foi uma parceira e tanto em muitos momentos dentro e fora
do laboratório.
Mariana, sua alegria e seu carinho fizeram diferença para mim em
inúmeros momentos. Você secou minhas lágrimas muitas vezes e sempre disse
que ia passar. E passou mesmo, obrigada.
Júlio e Larissa, quantas risadas maravilhosas na mesa de almoço! Vocês
são pessoas inesquecíveis e únicas (mas se parecem mesmo com aqueles
popstars). Obrigada por me encherem de alegria mesmo nos dias nublados.
Bia, eu não imaginava que fosse achar alguém tão parecida comigo
assim. Olhando para você, eu entendi várias coisas sobre mim. Acho que o
mesmo aconteceu na volta. Obrigada pelos abraços e pelas conversas. Haja chá
de mulungu pra essa dupla!
A todos que são e foram do BIOSE, representados aqui por esses mais
próximos, eu agradeço eternamente pelo clima de ajuda mútua e compreensão.
Participar desse grupo foi um grande privilégio.
Thaís, você é uma das melhores parceiras de trabalho que já tive. Temos
sintonia e uma complementa a outra. Sorte a minha que vamos continuar juntas,
agora em outra jornada.
João, você é daquelas pessoas que silenciosamente colabora com os
outros. Todas as vezes que você me ajudou, na maioria das vezes pensando
que eu não vi, eu reparei. Sou grata a você.
A todos do MicrAlim, aqui representados pelos mais próximos, meu muito
obrigada.
Aos meus alunos Rafael, Daniele, Isabela, Danielle, Clarissa, Isabel,
Flávia, Aloysio e Aline por terem confiado em mim para ajuda-los. Eu desejo ter
contribuído de alguma forma para o crescimento de vocês.
Professora Maria Alice, por todos os momentos que entrei na sua sala
desesperada e sai com minha mente e meu coração calmos, eu agradeço. Sua
experiência de vida como mulher e como cientista me fizeram colocar muitas
coisas em perspectiva e ter um pouco mais de paciência, inclusive comigo
mesma.
Professora Karen, você foi o grande motor das minhas transformações.
Hoje eu vejo tudo que me trouxe tantas agonias e inseguranças no passado e
só consigo sentir gratidão. Obrigada por acreditar em mim quando nem eu
mesma sabia acreditar.
Professor Daniel, você para mim é uma grande inspiração por sua vontade
de saber e de ensinar, sua organização e sua capacidade de gerenciar tantas
coisas ao mesmo tempo com tanta elegância. Obrigada por ser um exemplo para
a profissional que eu desejo ser um dia.
A todos os meus professores, representados aqui pelos meus três
orientadores de tese, eu deixo meu muito obrigada por cada gota de
conhecimento que matou minha sede ao longo dos meus anos de formação.
Aos meus amigos, Natália, Felipe, Daniela, Gabriel, Sara, Carina,
Guilherme, Mariana, Bruna e Hívio por terem sido minha fuga, por terem mantido
minha sanidade com tanto carinho e tantas risadas. Não é trivial terminar uma
tese, mas com vocês por perto ficou muito mais fácil.
A energia suprema do Universo, por te me permitido viver essa
experiência de autoconhecimento e ter contribuído de alguma forma para a
sociedade.

“A menos que modifiquemos a nossa maneira de
pensar, não seremos capazes de resolver os problemas
causados pela forma como nos acostumamos a ver o
mundo” Albert Einstein
RESUMO
SILVA, Marselle Marmo do Nascimento. Bebidas não alcoólicas: avaliação da
qualidade microbiológica e do emprego de aditivos. Rio de Janeiro, 2020.
Tese (Doutorado em Ciência de Alimentos) – Instituto de Química, Universidade
Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
O mercado de bebidas não alcoólicas é um nicho a ser explorado, com potencial
crescimento devido a fatores como o crescimento populacional e a procura por
diversificação de produtos. Neste trabalho, foram realizadas análises
microbiológicas em bebidas não alcoólicas de uma marca brasileirae uma marca
boliviana. No caso da indústria brasileira, amostras de matérias-primas e
amostras ambientais foram obtidas. Como resultado, foram isoladas bactérias
Gram positivas, Gram negativas, leveduras e fungos filamentosos. Estes
resultados apontam para a falta de controle de processo e de padronização das
matérias-primas utilizadas.
A grande maioria das bebidas não alcoólicas possui aditivos em suas
formulações, visando impedir o crescimento microbiano, para aumento da
validade comercial do produto. Os principais aditivos utilizados são o ácido
benzóico e o ácido ascórbico, conservante e acidulante, respectivamente.
Contudo, durante o tempo de validade comercial do produto, estes compostos
tendem a reagir, formando benzeno, um composto de potencial carcinogêneo.
Soluções sintéticas contendo ácidos benzóico (500 mg.L-1) e ascórbico
(300 mg.L-1) nas concentrações usualmente empregadas pela indústria de
bebidas foram avaliadas durante 20 semanas, à 4, 25 e 40 °C. A formação de
benzeno aumentou conforme o aumento da temperatura e ademais, outros
compostos como fenol foram formados; também com potencial carcinogênico.
Ao longo do tempo e com o uso indiscriminado, diversas linhagens de micro-
organismos têm sido selecionadas e vêm se tornando resistentes a esses
aditivos. Este trabalho avaliou a atividade inibitória de seis ácidos orgânicos
(benzóico, sórbico, cítrico, ascórbico, málico e gálico) frente a micro-organismos
isolados de produtos comerciais deteriorados. Como busca de compostos
alternativos aos ácidos orgânicos, a capacidade antimicrobiana de seis
peptídeos sintéticos (FEFR, FEFEFRFK, FEFKFEFKK, FEFRFEFK,
FEFRFEFKK e FEFKFEFKGGGRGDS) também foi avaliada frente a micro-
organismos de importância na indústria alimentícia.
Palavras-chave: benzeno, deterioradores, bactérias acidófilas, conservantes,
peptídeos antimicrobianos
ABSTRACT
SILVA, Marselle Marmo do Nascimento. Non-alcoholic beverages: evaluation
of microbiological quality and use of additives. Rio de Janeiro, 2020. Tese
(Doutorado em Ciência de Alimentos) – Instituto de Química, Universidade
Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.

The soft drinks market is a niche to be explored, with potential growth due to
factors such as population growth and demand for product diversification. In this
work, microbiological analyses were performed on non-alcoholic beverages of a
Brazilian brand and a Bolivian brand. In the case of the Brazilian industry,
samples of raw materials and environmental samples were obtained. As results,
Gram positive, Gram negative, yeast and filamentous fungi were isolated. These
findings point to the lack of process control and standardization of raw materials
used.
The vast majority of non-alcoholic beverages have additives in their formulations,
aimed at preventing microbial growth, to increase the shelf life of the product. The
main ones used are benzoic acid and ascorbic acid, preservative and acidulate,
respectively. However, during the shelf life, these compounds tend to react,
forming benzene, a compound with carcinogenic potential. Synthetic solutions
containing benzoic (500 mg.L-1) and ascorbic (300 mg.L-1) acids in the
concentrations usually employed by the beverage industry were evaluated for 20
weeks, at 4, 25 and 40°C. The formation of benzene increased as the
temperature increased and in addition, compounds such as phenol were formed;
also with carcinogenic potential.
Over time and with indiscriminate use, several strains of microorganisms have
been selected and have become resistant to these additives. This work evaluated
the inhibitory activity of six organic acids (benzoic, sorbic, citric, ascorbic, malic
and gallic) against microorganisms isolated from deteriorated commercial
products. As a search for alternative compounds to organic acids, the
antimicrobial capacity of six synthetic peptides (FEFR, FEFRFK, FEFRFK,
FEFRFKK and FEFKFFKGGRGDS) was also evaluated against microorganisms
of importance in the food industry as pathogens or spoilage.

Keywords: benzene, spoilage, acidophilic bacteria, preservatives, antimicrobial
peptides
PUBLICAÇÕES RELACIONADAS A ESTA TESE

Resumos em congresso

PEREIRA, K. S.; SILVA, M. M. N; HOLANDA, V. L.; COELHO, M. A. Z. Case
Studies of Spoilage in Soft-drinks. In: Simpósio Latino Americano de Ciência de
Alimentos, 2019, Campinas. Anais do 13º Simpósio Latino Americano de Ciência
de Alimentos, 2019.

PEDROSA, L.; LOURENCO, H. S.; SILVA, M. M. N; PEREIRA, K. S; COELHO,
M. A. Z. Identificação de leveduras contaminantes em sucos e polpa de fruta
industrializados. In: 10ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ, 2019, Rio
de Janeiro. Anais do 10ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ, 2019.

ALMEIDA, D. M. M.; Souza, C. R.; SILVA, M. M. N.; PEREIRA, K. S. Avaliação
microbiológica de refrescos de frutas em embalagens estufadas: estudo de caso
em uma indústria de bebidas. In: 9ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ,
2018, Rio de Janeiro. Anais da 9ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ,
2018.

SILVA, M. M. N; SILVA, R. S.; CRUZ, T. A.; PINHO, M. B.; PEREIRA, K. S.;
COELHO, M. A. Z. Spoilage growth and benzene evaluation of Brazilian non-
carbonated guarana (Paullinia cupana) soft drinks. In: XI Congreso
Iberoamericano de Ingeniería de Alimentos (CIBIA 2017), 2017, Valparaíso. XI
Congreso Iberoamericano de Ingeniería de Alimentos, 2017.

Trabalhos completos em congresso

SILVA, M. M. N; PEREIRA, K. S; COELHO, M. A. Z. Benzoic acid and benzene
quantification in non-carbonated guarana (Paullinia cupana) soft drinks
commercialized in Rio de Janeiro. In: XXII Congresso Brasileiro de Engenharia
Química, 2018, São Paulo. Blucher Chemical Engineering Proceedings. São
Paulo: Editora Blucher, 2018. p. 709.

Artigos publicados em revistas científicas

SILVA, M. M. N; SILVA, R. S.; CRUZ, T. A.; PINHO, M. B.; PEREIRA, K. S.;
COELHO, M. A. Z. Spoilage growth and benzene evaluation of non-carbonated
soft drinks. CHEMICAL ENGINEERING TRANSACTIONS, v. 75, p. 97-102,
2019.

SILVA, M. M. N; ALBUQUERQUE, T. L.; PEREIRA, K. S.; COELHO, M. A. Z.
Food additives used in non-alcoholic water-based beverages: a review. Journal
of Nutritional Health & Food Engineering, v. 9, p. 109-121, 2019.

http://lattes.cnpq.br/3348345023065192
http://lattes.cnpq.br/3348345023065192
http://lattes.cnpq.br/3348345023065192
OUTRAS PUBLICAÇÕES DURANTE O PERÍODO DO DOUTORADO

Resumos em congresso

SILVA, A. R. A.; SILVA, M. M. N., RIBEIRO, B. D. Nutritional and Color
Comparison of Cow's Milk and Plant Based Milk. In: Simpósio Latino Americano
de Ciência de Alimentos, 2019, Campinas. Anais do 13º Simpósio Latino
Americano de Ciência de Alimentos. Campinas, 2019.

Borges, T. J.; SILVA, M. M. N; PEREIRA, K. S. Identificação de Deterioradores
em Caldas para Sobremesa e Molhos Estufados. In: Simpósio Latino Americano
de Ciência de Alimentos, 2019, Campinas. Anais do 13º Simpósio Latino
Americano de Ciência de Alimentos, 2019.

Corrêa, D. S.; GULAO, E. S.; SILVA, M. M. N.; COELHO, M. A. Z.; ROCHA-
LEAO, M. H. M. Estabilidade de emulsões O/A obtidas a partir de goma arábica
e inulina. In: 9ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ, 2018, Rio de
Janeiro. Anais da 9ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ, 2018.

ALMEIDA, D. M. M.; SILVA, M. M. N; PEREIRA, K. S. Comparação de
metodologias para determinação de contaminantes na indústria cervejeira
utilizando Orange Serum Agar e Petrifilm Lactic Acid Bacteria Count Plates. In:
9ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ, 2018, Rio de Janeiro. Anais da
9ª Semana de Integração Acadêmica da UFRJ, 2018.

SALES, J. C. S.; SILVA, M. M. N; LAZARO, C. C.; PEREIRA, K. S.; RIBEIRO, B.
D.; COELHO, M. A. Z. Enzymes Production by Aspergillus versicolor via Solid-
State Fermentation. In: XIII Seminário Brasileiro de Tecnologia Enzimática, 2018,
Florianópolis.Anais do XIII Seminário Brasileiro de Tecnologia Enzimática, 2018.

ALMEIDA, D. M. M.; SILVA, M. M. N; PEREIRA, K. S. Comparação de
metodologias para determinação de contaminantes na indústria cervejeira
utilizando Plate Count Agar e Petrifilm Rapid Aerobic Count Plate. In: 9ª Semana
de Integração Acadêmica da UFRJ, 2018, Rio de Janeiro. Anais da 9ª Semana
de Integração Acadêmica da UFRJ, 2018.

Trabalhos completos em congresso

MORETTI, L. K.; ALMEIDA, D. M. M.; Borges, T. J.; SILVA, M. M. N; PEREIRA,
K. S. Microbiological contamination in brewing process: a case study in breweries
in Rio de Janeiro. In: XXII Simpósio Nacional de Bioprocessos, 2019, Uberlândia.
Anais do XXII Simpósio Nacional de Bioprocessos, 2019.

ALMEIDA, D. M. M.; SILVA, M. M. N.; PEREIRA, K. S. Análise comparativa de
metodologias para detecção de aeróbios mesófilos da indústria cervejeira. In:
XXVI Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos, 2018, Belém.
Anais do XXVI Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos, 2018.

Artigos publicados em revistas científicas

SILVA, ALINE R.A.; SILVA, M. M. N.; RIBEIRO, BERNARDO D. Health Issues
and Technological Aspects of Plant-based Alternative Milk. FOOD RESEARCH
INTERNATIONAL, v. 131, p. 108972, 2020.

Borges, T. J.; MORETTI, L. K.; SILVA, M. M. N; PEREIRA, K. S.; TONDO, E. C.
Salmonella sensitivity to sodium hypochlorite and citric acid in washing water of
lettuce residues. JOURNAL OF FOOD SAFETY, 2019.

Capítulo de livro

SILVA, M. M. N.; PEREIRA, K. S.; RIBEIRO, B. D. Grupos microbianos de
importância para a indústria de alimentos. In: RIBEIRO, B. D.; NASCIMENTO,
R. P.; PEREIRA, K. S.; COELHO, M. A. Z. (Org.). Microbiologia Industrial
Alimentos. 1ed.Rio de Janeiro: Elsevier, 2018, v. 2, p. 1-18.

Lista de Ilustrações e Tabelas

Revisão Bibliográfica
Figura 1. Categorias de bebidas atualmente adotadas (Fonte: ROETHENBAUGH,
2005). ......................................................................................................................... 22
Quadro 1. Classificação geral das bebidas não alcoólicas de acordo com o Codex
Alimentarius (Fontes: FAO/WHO, 2005 e FAO/WHO, 2016). ...................................... 24
Quadro 2. Segmentação do mercado brasileiro de bebidas não alcoólicas em 2017
(Fonte: ABIR, 2018). ................................................................................................... 26
Quadro 3. Receita, consumo per capita e volume por pessoa de bebidas não alcoólicas
em 2018 e perspectivas (2019-2021) (Fontes: STATISTA, 2018, baseado em FMI,
Banco Mundial, ONU e Eurostat). ............................................................................... 27
Figura 2. Estrutura do ácido ascórbico (RUSSEL, 1994). ........................................... 42
Figura 3. Estrutura do ácido benzóico (RUSSEL, 1994). ............................................ 42
Figura 4. Formação de radical hidroxila a partir de ácido ascórbico (H2Asc) em presença
do íon Cu+2 (Adaptado de HALLIWELL e GUTTERIDGE, 1985). .............................. 43
Figura 5. Equilíbrio do ácido benzóico e seu sal conjugado (Adaptado de RUSSEL,
1994). ......................................................................................................................... 43
Figura 6. Mecanismo de formação do benzeno a partir da reação com radical hidroxila
(Adaptado de WIKIMEDIA COMMONS, 2016). ........................................................... 44
Figura 7:Estrutura do fenol (RUSSEL, 1994). ............................................................. 45

Capítulo 1
Quadro 1. Origem, amostras analisadas e formas de apresentação das bebidas
estudadas. .................................................................................................................. 53
Figura 1. Esquema simplificado de identificação dos isolados através da espectrometria
Matrix Associated Laser Desorption-Ionization - Time of Flight (MALDI-TOF)...............55
Figura 2. Percentual de prevalência de tipos de micro-organismos distintos nas bebidas
não alcoólicas estudadas de aspecto normal.................................................................56
Figura 3. Percentual de prevalência de tipos de micro-organismos distintos nas bebidas
não alcoólicas estudadas estufadas e/ou com crescimento microbiano visível. .......... 57
Figura 4. Microscopia, com aumento total de 1000x, dos fungos filamentosos isolados
da indústria boliviana identificados através de características fenotípicas. ................. 60
Figura 4 cont. Microscopia, com aumento total de 1000x, dos fungos filamentosos
isolados da indústria boliviana identificados através de características fenotípicas.......62
Figura 5. Microscopia, com aumento total de 1000x, dos fungos filamentosos isolados
da indústria boliviana identificados através de características fenotípicas.....................63

Capítulo 2
Figura 1. Esquema simplificado da amostragem realizada para avaliação de soluções
sintéticas. .................................................................................................................... 67
Figura 2. Esquema da adsorção do benzeno na fibra CAR-PMDS (Fonte: Elaboração
própria) ................................................................................... ....................................69
Figura 3. Concentração dos ácidos ascórbico e benzóico e formação de benzeno na
presença de Cu+2 e Fe+3 à 4 ºC (A), 25 ºC (B) e 40 ºC (C).............................................70
Figura 4. Cromatograma com os tempos de retenção do fenol (1) e do ácido benzóico
(2), identificados por GC/MS, para o tempo de estocagem 20 semanas à 40ºC de
solução sintética............................................................................................................72

Capítulo 3
Figura 1. Esquema para análise de Concentração Mínima Inibitória de compostos de
potencial antimicrobiano)...............................................................................................76
Tabela 1. Concentração mínima inibitória (CMI) relativa a seis ácidos orgânicos
distintos.........................................................................................................................78
Tabela 2. Concentração mínima inibitória (CMI) relativa a seis peptídeos distintos...... 80

SUMÁRIO
Introdução ................................................................................................................... 20
Objetivos ..................................................................................................................... 21
Revisão da Literatura .................................................................................................. 22
1. Bebidas não alcoólicas ........................................................................................ 22
2. Mercado mundial de consumo de bebidas não alcoólicas .................................... 27
3. Microbiologia de bebidas não alcoólicas .............................................................. 29
3.1. Bactérias lácticas e acéticas ................................................................................ 30
3.2. Leveduras e fungos filamentosos ......................................................................... 31
4. Aditivos alimentares utilizados em bebidas e suas funções ................................. 32
4.1. Conservantes ....................................................................................................... 32
4.1.1. Antioxidantes ................................................................................................ 33
4.1.2. Agentes antimicrobianos............................................................................... 34
4.1.3. Agentes anti-escurecimento ......................................................................... 35
4.2. Agentes de coloração ..........................................................................................36
4.3. Agentes flavorizantes .......................................................................................... 38
4.4. Agentes texturizantes.......................................................................................... 39
4.5. Aditivos nutricionais ............................................................................................ 40
4.6. Legislação ............................................................................................................ 41
5. Mecanismo de formação de benzeno a partir de aditivos ácidos ......................... 42
6. Desenvolvimento de novos aditivos ........................................................................ 45
6.1. Óleos essenciais .................................................................................................. 47
6.2. Peptídeos antimicrobianos ................................................................................... 49
6.3. Saponinas ............................................................................................................ 50
6.4. Flavonóides ......................................................................................................... 51
Capítulo 1 – Prevalência de micro-organismos em bebidas não alcoólicas comerciais..53
1. Introdução ............................................................................................................ 53
2. Materiais e métodos ............................................................................................. 54
2.1. Amostras.............................................................................................................. 54
2.2. Metodologias ....................................................................................................... 55
3. Resultados e Discussão ....................................................................................... 57
4. Conclusões .......................................................................................................... 66
Capítulo 2 - Avaliação da dissociação de aditivos conservantes e da formação de
compostos de potencial carcinogênico e mutagênico em bebidas não alcoólicas ....... 67
1. Introdução ............................................................................................................ 67
2. Materiais e Métodos ............................................................................................. 68
2.1. Elaboração da solução sintética de bebidas não alcoólicas ................................. 68
2.2. Determinação da degradação dos ácidos orgânicos ............................................ 69
2.3. Determinação da formação de benzeno .............................................................. 69
2.4. Avaliação da formação de subprodutos de benzeno ............................................ 70
3. Resultados e Discussão ....................................................................................... 70
4. Conclusões .......................................................................................................... 74
Capítulo 3 - Concentração mínima inibitória de compostos com potencial antimicrobiano
frente a micro-organismos contaminantes na indústria de bebidas ............................. 75
1. Introdução ............................................................................................................ 75
2. Materiais e Métodos ............................................................................................. 76
2.1. Ácidos orgânicos .................................................................................................. 77
2.2. Peptídeos antimicrobianos ................................................................................... 77
3. Resultados e Discussão ....................................................................................... 78
4. Conclusões .......................................................................................................... 82
Conclusão geral .......................................................................................................... 82
Sugestões para trabalhos futuros ............................................................................... 84
Agradecimentos .......................................................................................................... 84
Referências ................................................................................................................ 85
ANEXO I Concentração máxima de aditivos permitida em bebidas não alcoólicas à base
de água, de acordo com o Codex Alimentarius (Adaptado de FAO/WHO, 2016) ...... 102
20

Introdução
Alimentos e bebidas são matrizes bioquímicas complexas que muitas vezes
são estudadas de forma fragmentada. Para que um alimento seja conhecido em
sua totalidade, é preciso compreender as interações dos compostos
naturalmente presentes, dos componentes adicionados intencionalmente com
funções específicas, dos compostos formados ao longo da vida comercial, da
microbiota natural, dos micro-organismos adicionados com funções específicas,
dos micro-organismos contaminantes e de outros tantos fatores, intrínsecos e
extrínsecos.
Estudar matrizes tão únicas abordando mais de uma vertente se prova um
trabalho desafiador, e por isso mesmo, de grande importância para responder a
questões referentes ao aperfeiçoamento de processos produtivos e ao
desenvolvimento de novos produtos.
Bebidas não alcoólicas são amplamente consumidas mundialmente e, por
si só, já possuem inúmeras formulações e variações de acordo com as matérias-
primas, motivação de consumo, e formas de armazenamento. Visando unir
aspectos biológicos e físico-químicos, o presente trabalho reuniu dados
microbiológicos sobre produtos, majoritariamente sobre os micro-organismos
deterioradores, e, também, relativos a interações de aditivos conservantes
usados com o objetivo de inibir tais deterioradores, questionando sua eficiência.
Ainda sobre os aditivos, foi demonstrado como se comportam ao longo da vida
comercial média das bebidas, identificando produtos e subprodutos das reações,
muitas vezes com potencial tóxico ao consumo humano.
Tal estudo, além de responder a questionamentos importantes sobre a
eficácia das atuais formulações empregadas nas bebidas não alcoólicas,
também leva a questionar outros tantos alimentos, que são matrizes ainda mais
complexas que as bebidas estudadas.

Objetivos
Geral

O objetivo deste trabalho foi avaliar a segurança química e a qualidade
microbiológica de bebidas não alcoólicas no que tange a presença de micro-
organismos deterioradores ou patógenos bem como a influência dos aditivos
ácidos na formação de compostos com potencial carcinogênico.

Específicos

Capítulo 1: Identificar os principais micro-organismos contaminantes de diversas
bebidas não alcoólicas comerciais.

Capítulo 2: Determinar os perfis de degradação dos ácidos orgânicos mais
empregados nas indústrias de bebidas, bem como a formação de compostos
com potencial carcinogênico.

Capítulo 3: Avaliar a capacidade antimicrobiana dos ácidos orgânicos já
empregados e de compostos alternativos.
22

Revisão da Literatura
1. Bebidas não alcoólicas
O grupo das bebidas é dividido em bebidas alcoólicas e não alcoólicas. O
grupo alcoólico inclui cerveja e bebidas de malte, sidra e perry, vinhos,
fermentados alcoólicos de frutas, hidromel, bebidas destiladas e bebidas
alcoólicas aromatizadas (FAO/WHO, 2016). As bebidas não alcoólicas são
subdivididas em bebidas quentes, refrigerantes e bebidas lácteas (na Figura 1
pode ser observada a divisão destas categorias). De acordo com o Codex
Alimentarius, bebidas não alcoólicas incluem águas e águas gaseificadas, sucos
e néctares de frutas e vegetais, bebidas à base de água, gaseificadas e não-
carbonatadas e bebidas comocafé e chá, conforme descrito no Quadro 1
(FAO/WHO, 2005 e FAO/WHO, 2016).

No âmbito brasileiro, segundo o Decreto nº 6.871 de 2009, bebida não
alcoólica é a bebida com graduação alcoólica até 0,5 % em volume, à 20 °C, de
álcool etílico potável, podendo ou não ser fermentada. Nessa legislação, há a
Bebidas
Não
alcoólicas Alcoólicas
Vinho
Destilados
Cerveja
Outros
alcoólicos
Refrigerantes
Chá
Café
Outras
quentes
Quentes
Leite
Leite
aromatizado
Lácteas
Carbonatados
Concentrados
Sucos e
néctares
Águas
Figura 1. Categorias de bebidas atualmente adotadas (Fonte: ROETHENBAUGH, 2005).
23

segmentação e definição das bebidas não alcoólicas em sucos, polpas, água de
coco, néctar, refresco, refrigerante, água tônica de quinino, xarope, concentrado
líquido para refresco, concentrado líquido para refrigerante, preparado sólido
para refresco, chá pronto para consumo, preparado líquido para chá, bebida
composta de fruta, polpa ou extrato vegetal e extrato de guaraná (BRASIL,
2009).
Já a RDC nº 18 de 2010, que dispõe sobre alimentos para atletas,
apresenta isotônicos como produtos prontos para o consumo com osmolalidade
entre 270-330 mOsm.kg-1 água, pertencendo então ao grupo das bebidas não
alcoólicas (BRASIL, 2010). Em paralelo ao apresentado no Quadro 1, se
encaixam na categoria de bebidas à base de água desportivas, contendo
eletrólitos.
As bebidas à base de leite são geralmente incluídas nos produtos lácteos,
já que o leite é o componente majoritário (FAO/WHO, 2016). Roethenbaugh
(2005) considera o café e o chá como uma categoria diferente, separando as
bebidas quentes das demais não alcoólicas, uma vez que, de fato, têm
processos e procedimentos de armazenamento diferentes. Seguindo as
premissas da Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a
Alimentação (FAO, sigla do inglês Food and Agriculture Organization), para este
trabalho, só serão consideradas as bebidas de café e chá prontas para beber,
que são classificadas como bebidas não-carbonatadas à base de água.
Devido ao ritmo de atividades que o mundo globalizado tem imposto às
pessoas, a necessidade de alimentos e bebidas mais convenientes (ou seja, fácil
acesso e preparação) está aumentando. Uma das principais áreas da Ciência e
Tecnologia de Alimentos visa preservá-los sem passar por processos que levem
a mudanças significativas em suas características sensoriais e nutricionais, ou
seja, estando o mais próximo possível de um alimento in natura.

Quadro 1. Classificação geral das bebidas não alcoólicas não lácteas de acordo com o Codex Alimentarius (Fontes: FAO/WHO, 2005 e FAO/WHO, 2016).
Bebidas não
alcoólicas
Descrição
Águas 1. Águas minerais naturais e águas de nascente: naturalmente carbonatadas (com CO2 da fonte),
carbonatadas (com adição de CO2 de outra origem), descarbonatadas (com menos CO2 presente que na água da
fonte) ou fortificadas (com CO2 da fonte), e não-carbonatadas (não contêm CO2 livre).
2. Águas de mesa e águas gaseificadas: águas que não sejam águas de fonte natural que podem ser
carbonatadas por adição de CO2 e podem ser processadas por filtração, desinfecção ou outros meios adequados.
Estas águas podem conter sais minerais adicionados.
Sucos de frutas e de
vegetais
1. Suco de fruta: líquido não fermentado, mas fermentável, obtido da parte comestível da fruta madura e fresca,
geralmente por extração mecânica
2. Suco de vegetais: líquido não fermentado, mas fermentável, obtido pela extração mecânica de vegetais
frescos.
3. Concentrados para sucos de fruta: preparados pela remoção física da água do suco de fruta para aumentar
o grau Brix. Pode ser vendido em forma líquida, em xarope e congelado para a preparação de suco pronto para beber,
por adição de água.
4. Concentrados para sucos de vegetais: preparados pela remoção física da água do suco de vegetais.
Vendido em forma líquida, xarope e congelado para a preparação de um suco pronto para beber, por adição de água.
Néctares de frutas e
de vegetais
1. Néctar de fruta: produto não fermentado, mas fermentável, obtido por adição de água com ou sem adição de
açúcar, mel, xaropes e/ou edulcorantes ao suco de fruta, suco de fruta concentrado, puré de fruta ou puré de fruta
concentrado, ou uma mistura desses produtos.
25

2. Néctar vegetal: produto obtido por adição de água com ou sem adição de açúcar, mel, xaropes e/ou
edulcorantes ao suco de vegetais ou ao suco de vegetais concentrado, ou a uma mistura desses produtos.
3. Concentrados para néctar de fruta: preparados pela remoção física da água do néctar de fruta. Vendido em
forma líquida, xarope e congelado para a preparação de néctar pronto para beber, por adição de água.
4. Concentrados para néctar de vegetais: preparados pela remoção física da água do néctar de vegetais.
Vendido em líquido, xarope e formas congeladas para a preparação de néctares prontos para beber por adição de
água.
Bebidas à base de
água
1. Bebidas aromatizadas carbonatadas à base de água: inclui bebidas aromatizadas à base de água com
adição de CO2, com edulcorantes nutritivos, não nutritivos e/ou intensos e outros aditivos alimentares permitidos. Inclui
as chamadas bebidas "energéticas" que são carbonatadas e contêm altos níveis de nutrientes e outros ingredientes
(por exemplo, cafeína, taurina, carnitina).
2. Bebidas aromatizadas não carbonatadas à base de água: inclui bebidas aromatizadas à base de água sem
adição de CO2, bebidas à base de sucos de frutas e vegetais (por exemplo, amêndoas, bebidas à base de coco),
bebidas de café e chá prontas para beber com ou sem leite ou sólidos de leite, bebidas à base de ervas e bebidas
"desportivas" contendo eletrólitos. Podem ser límpidas ou conter partículas (por exemplo, pedaços de fruta), e podem
ser não adoçadas ou adoçadas com açúcar ou um adoçante não-nutritivo de alta intensidade. Inclui as chamadas
bebidas "energéticas", que não são carbonatadas e contêm altos níveis de nutrientes e outros ingredientes (por
exemplo, cafeína, taurina, carnitina).
3. Concentrados (líquidos ou sólidos) para bebidas aromatizadas à base de água: inclui concentrados em
pó, xarope, líquidos e congelados para a preparação de bebidas carbonatadas ou não carbonatadas à base de água
26

sem álcool por adição de água ou água carbonatada. Exemplos incluem xaropes de fontes (por exemplo, xarope de
cola), xaropes de frutas para refrigerantes, concentrado congelado ou em pó para limonada e misturas de chá gelado.
27

2. Mercado mundial de consumo de bebidas não alcoólicas
Bebidas não alcoólicas comerciais estão disponíveis na maioria dos países
do mundo, uma vez que a sua produção é relativamente simples e uma grande
variedade de matérias-primas locais pode ser utilizada. Em geral, o registro do
consumo de bebidas em todo o mundo é baseado no controle das próprias
empresas, o que pode levar a erros na obtenção de dados, principalmente em
relação à variedade da natureza das bebidas consumidas dentro das populações
(ROTHWELL et al., 2018).
O Quadro 2 apresenta a segmentação desse setor por categoria de bebida,
elencando-as por ordem de volume de produção no ano de 2017. Constata-se
que refrigerantes, seguidos por águas minerais, refrescos em pó (volume
reconstituído), néctares e sucos prontos representam cerca de 96% do perfil de
consumo do brasileiro quando se trata de bebidas não alcoólicas.
Quadro 2. Segmentação do mercado brasileiro de bebidas não alcoólicas em 2017 (Fonte: ABIR, 2018).
Categoria de
bebidas
Volume de produção
(bilhões de L)
Produção em
relação ao total (%)
Consumo per capita
(L.habitante-1)
Refrigerantes 12,84 42,1 61,82
Águas minerais 11,26 36,9 54,22
Refrescos em pó 3,99 13,1 19,20
Néctares e sucos
prontos
1,10 3,61 5,31
Sucos
concentrados
0,511 1,67 2,46
Refrescos prontos
para beber
0,373 1,221,80
Bebidas à base de
soja
0,124 0,41 0,60
Chás prontos para
beber
0,116 0,38 0,56
Energéticos 0,098 0,32 0,47
Isotônicos 0,084 0,28 0,40

Segundo a Associação Brasileira das Indústrias de Refrigerantes e de
Bebidas não Alcoólicas (ABIR), o volume de produção do mercado brasileiro de
bebidas não alcoólicas foi de 30,5 bilhões de litros em 2017, um consumo de
146,84 L.habitante-1 (ABIR, 2018).
O Quadro 3 apresenta uma visão geral das estatísticas do mercado mundial
de bebidas não alcoólicas de 2018, que inclui águas engarrafadas, sucos e
outras bebidas não alcoólicas.
Quadro 3. Receita, consumo per capita e volume por pessoa de bebidas não alcoólicas em 2018 e
perspectivas (2019-2021) (Fontes: STATISTA, 2018, baseado em FMI, Banco Mundial, ONU e Eurostat).
Estatísticas do mercado de bebidas não alcoólicas em 2018
Região
Receita (Milhões
de US$)
Consumo per
capita (US$)
Volume por
pessoa (L)
Crescimento
esperado até
2021 (%)
América do Norte 164,40 330,73 355,5 2,1
América do Sul 40,40 156,86 173,0 6,7
Europa 89,74 171,65 217,8 1,7
Australia 6,62 267,59 177,0 2,3
Ásia 144,82 41,34 82,7 7,7

Em relação à América do Norte, 80,4% da receita total foi proveniente dos
Estados Unidos, que por si só foi maior do que a da América do Sul, Europa e
Austrália. Na América do Sul, os dados disponíveis apresentados na tabela
foram compostos apenas por estatísticas do Brasil e da Argentina. Os dados da
Ásia foram obtidos de 11 países e da Europa, 27 países. Na América do Sul e
na Ásia, as perspectivas de crescimento anual foram superiores a 5% até 2021.
Todo o crescimento expressivo do mercado esperado até 2021 deve-se a
alta disponibilidade destes produtos em supermercados e estabelecimentos em
geral, serviços de alimentação e bebidas, lojas de conveniência e máquinas
automáticas de venda. Esses números mostram a relevância das bebidas não
alcoólicas no mundo, sugerindo que esse setor precisa de mais atenção com
relação à qualidade dos ingredientes e aditivos que são introduzidos diariamente
na alimentação humana (STATISTA, 2018).
29

O mercado global de alimentos e bebidas tem crescido substancialmente
nos últimos 10 anos. Segundo dados da Persistence Market Research (2019),
as bebidas não alcoólicas estão ganhando grande popularidade na Ásia-
Pacífico, devido ao grande consumo de chá e café na região, especialmente em
países como a Índia. O consumo de bebidas não alcoólicas na Ásia-Pacífico foi
de 200 bilhões de litros em 2016 e espera-se que atinja 301 bilhões de litros até
2027.
Em retrospectiva ao Quadro 3, as projeções de crescimento do consumo
da Ásia (7,7%) e da América Latina (6,7%) até 2021 são próximas, reforçando o
potencial do setor de bebidas no quadro econômico brasileiro. Nessa mesma
tendência, os consumidores norte-americanos estão buscando hábitos
alimentares mais saudáveis e, portanto, aumentaram o consumo de bebidas
energéticas, sendo esperado um aumento de aproximadamente 150% até 2027.
Já a Europa é considerada o terceiro maior mercado de bebidas não alcoólicas,
depois da Ásia-Pacífico e América do Norte, especialmente dada a crescente
popularidade do chá em toda a região (PERSISTENCE MARKET RESEARCH,
2019).
3. Microbiologia de bebidas não alcoólicas
O crescimento de micro-organismos em alimentos está relacionado a
fatores inerentes ao mesmo, chamados intrínsecos, como pH e atividade de
água, e fatores extrínsecos, como temperatura, umidade relativa e presença de
gases. A alteração de um ou mais fatores interfere diretamente na microbiota
que irá se desenvolver no alimento, que pode ser contaminante ou até mesmo
necessária para as características do produto, como é o caso de alguns
alimentos e bebidas fermentados (LEISTNER e GORRIS, 1995; BARTH et al.,
2009).
A contaminação de bebidas por micro-organismos patogênicos geralmente
reflete condições precárias de higiene durante a produção, armazenamento,
distribuição e/ou manuseio, tanto em nível industrial, quanto doméstico. Em
alimentos ácidos (pH ≤ 4,6), como é o caso das bebidas estudadas neste
trabalho, micro-organismos patogênicos tendem a ter seu desenvolvimento
30

suprimido ou reduzido. Porém, devido à elevada atividade de água e presença
de vitaminas e minerais, já que a maioria das bebidas é a base de frutas, essas
matrizes alimentares constituem um ambiente atrativo para contaminação
microbiológica por deterioradores (SIMPSON e TAORMINA, 2015). Nestas
matrizes são geralmente encontrados fungos filamentosos e leveduras, além de
bactérias lácticas e acéticas (HALL et al., 2015). Tais micro-organismos,
considerados deterioradores de bebidas não alcoólicas de base aquosa, são
responsáveis por mudanças sensoriais, como formação de aroma e sabor
desagradáveis, tornando o produto indesejável ao consumo humano.
A seguir serão apresentados os micro-organismos de maior destaque entre
os deterioradores de bebidas não alcoólicas.
3.1. Bactérias lácticas e acéticas
Bactérias ácido-lácticas (BAL) pertencem ao grupo das bactérias Gram
positivas, em forma de cocos ou bastonetes curtos, anaeróbias, mas
aerotolerantes, e não possuem a capacidade de esporular. Realizam as vias
homofermentativa, que produz apenas o ácido láctico a partir de açúcares, e
heterofermentativa, que produz, além do ácido láctico, quantidades
consideráveis de ácido acético e álcool. Os gêneros representativos das BAL
são Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus e Streptococcus, micro-
organismos que se desenvolvem bem na faixa ligeiramente ácida de pH
(HALASZ, 2009; BINTSIS, 2018).
Algumas bactérias lácticas dos gêneros Lactobacillus e Leuconostoc
podem se reproduzir em bebidas não alcoólicas como sucos de frutas e são
reconhecidas por sua resistência aos ácidos sórbico e benzóico, usuais
conservantes usados em bebidas. Ao metabolizar açúcar, essas bactérias
podem seguir a via heterofermentativa e formar ácido láctico e compostos como
etanol, acetato, succinato e formato, que conferem características sensoriais
muitas vezes desagradáveis (KREGIEL, 2015).
Bactérias acéticas (AAB, sigla do inglês Acetic Acid Bacteria) são bactérias
Gram negativas ou Gram variáveis, estritamente aeróbias, com formas variando
entre elipsoides e bastonetes. São mesófilas, crescendo bem entre 25-30 ºC, e
31

o pH ótimo de crescimento é entre 5,0-6,5, podendo também se desenvolver em
valores de pH mais ácidos. Os gêneros mais comumente relatados em alimentos
são Acetobacter, Gluconacetobacter, Gluconobacter e Komagataeibacter
(GOMES et al., 2018).
AAB são capazes de oxidar etanol a ácido acético, também produzindo
compostos como os ácidos glucônico, láctico e succínico, além de aldeídos e
cetonas, dependendo do substrato disponível. Por serem estritamente aeróbias,
geralmente se desenvolvem em bebidas embaladas em plásticos permeáveis ao
oxigênio, como garrafas de poli tereftalato de etileno (PET). Sua presença é
menos comum em bebidas não alcoólicas do que a das bactérias lácticas, e pode
causar estufamento da embalagem, alterações no sabor e formação de
sedimentos. Muitas espécies possuem a capacidade de formar biofilmes nas
superfícies de produção e nos materiais da embalagem (KREGIEL, 2015;
SIMPSON e TAORMINA, 2015).
3.2. Leveduras e fungos filamentosos
As leveduras podem ser definidas como fungos unicelulares, nos quais a
reprodução vegetativa (assexuada) ocorre principalmente pelo brotamento. A
grande maioria das leveduras, como as do gênero Saccharomyces, exibe a
gemulação multilateral, que se inicia com um pequeno crescimento lateral à
célula-mãe e posterior divisão do núcleo da célula-mãe, fato que possibilita a
formação de uma nova levedura. As células de leveduras são geralmente
arredondadas, ovoides, ou cilíndricas (DEAK, 2007).
Micro-organismos úteis e muito importantes na produção de alimentos porfermentação, as leveduras são essenciais para a produção de pães, cerveja e
vinho. Entretanto, em bebidas não alcoólicas de base aquosa, como sucos e
refrescos, são indesejáveis por consumirem os açúcares presentes e gerarem
produtos como etanol, descaracterizando o produto. Proliferam-se
preferencialmente em temperaturas em torno de 25 °C e umidade acima de
70 %, condições usuais de processamento e armazenamento (TOURNAS et al.,
2006; SIMPSON e TAORMINA, 2015).
32

De acordo Pitt e Hocking (2009), cerca de dez espécies de leveduras são
responsáveis pela deterioração de alimentos que tenham sido processados e
embalados de acordo com os padrões normais de Boas Práticas de Fabricação
(BPFs), a maioria pertencentes aos gêneros Brettanomyces, Candida,
Pichia/Komagataella, Rhodotorula, Saccharomyces e Zygosaccharomyces.
Fungos são micro-organismos eucariontes que possuem a capacidade de
exportar enzimas hidrolíticas que quebram biopolímeros, que então podem ser
absorvidos para nutrição celular. Essa característica faz com que se
desenvolvam em uma determinada matriz e ali permaneçam até que ela esteja
completamente exaurida de nutrientes (SAMSON, 2015). A maioria dos
problemas de deterioração de alimentos devido a fungos filamentosos ocorre em
condições aeróbicas, ou pelo menos em ambientes onde a tensão de oxigênio é
próxima à atmosférica. Dentre os gêneros mais reconhecidos, estão Penicillium,
Paecilomyces, Aspergillus e Fusarium (PITT e HOCKING, 2009).
Por formarem esporos de reprodução, podem contaminar o produto em
qualquer fase da produção industrial. Assim como as leveduras, se desenvolvem
preferencialmente em produtos com alta atividade de água e valores ácidos de
pH. Porém são de difícil controle e eliminação quando contaminam plantas
industriais, pois pode ocorrer a disseminação dos esporos no ar (KREGIEL,
2015; SIMPSON e TAORMINA, 2015).
4. Aditivos alimentares utilizados em bebidas e suas funções
Os aditivos são geralmente divididos em cinco grupos de acordo com as
suas propriedades: conservantes, corantes, aromatizantes, texturizantes e
aditivos nutricionais (BRANEN e HAGGERTY, 2001). Suas funções serão
discutidas neste tópico em função da importância dos aditivos nas propriedades
das bebidas não alcoólicas.
4.1. Conservantes
Os conservantes podem ser classificados como qualquer substância capaz
de inibir ou desacelerar o crescimento de micro-organismos e dissimular
evidências de qualquer tipo de deterioração, sejam elas causadas por micro-
33

organismos ou não. Em alimentos e bebidas, os conservantes são amplamente
utilizados para restringir a contaminação microbiana e prevenir a
desestabilização, podendo ser divididos em três tipos: antimicrobianos,
antioxidantes e agentes anti-escurecimento (BRANEN e HAGGERTY, 2001;
TAYLOR, 2005).
4.1.1. Antioxidantes
Antioxidantes são moléculas capazes de inibir processos de oxidação
agindo previamente ou durante uma reação em cadeia de radicais livres em
qualquer ponto: iniciação, propagação, terminação, decomposição e sobre
produtos de oxidação já formados, evitando a deterioração de sabores e cores.
Dependendo da molécula e em que estágio da reação em cadeia ela atuará,
diferentes mecanismos podem ser atribuídos aos antioxidantes. Os mais
importantes são a inativação do metal, que atua na iniciação geralmente usando
quelantes metálicos, e a inibição da formação de hidro peróxidos (GERMAN,
2001; TAYLOR, 2005).
Em bebidas não alcoólicas, o ácido ascórbico (INS 300) é amplamente
utilizado como antioxidante para retardar a deterioração dos sabores e cores.
Geralmente, as bebidas não alcoólicas são embaladas em garrafas e caixas
permeáveis ao oxigênio, que fazem dos antioxidantes um aditivo chave para
reduzir a perda na qualidade da bebida (KREGIEL, 2015). Quanto à adição de
ácido ascórbico como antioxidante, é importante salientar que este não constitui,
por si só, uma alegação de vitamina C, uma vez que para tal alegação a adição
deve respeitar a dose diária recomendada (FAO/WHO, 2005).
Nas quantidades geralmente utilizadas na produção de alimentos, os
antioxidantes são geralmente não tóxicos mas, em excesso, a utilização pode
promover a peroxidação lipídica em alimentos contendo cobre e ferro, como
carnes (DANIEL, 1986; REDDY e LOKESH, 1992).
34

4.1.2. Agentes antimicrobianos
Os agentes antimicrobianos são substâncias utilizadas para preservar os
alimentos, evitando o crescimento de micro-organismos e a deterioração
subsequente (CFR, 2018), prolongando a validade comercial. Os ácidos
orgânicos são normalmente utilizados pela indústria de bebidas como
antimicrobianos ou acidulantes em uma variedade de produtos.
O ácido sórbico (INS 200), por exemplo, é eficaz contra leveduras, fungos
filamentosos e bactérias menos resistentes. Trata-se de um ácido carboxílico
insaturado com pKa= 4,76, que tem a vantagem de não ter aroma ou sabor
quando utilizado nas concentrações adequadas. Este aditivo é empregado em
inúmeros alimentos, incluindo bebidas alcoólicas e não alcoólicas, frutas e
legumes em conserva, geleias, produtos cárneos e molhos. Normalmente, por
conta da maior solubilidade em água, em vez do ácido sórbico, os seus sais
sorbato de sódio (INS 201), sorbato de potássio (INS 202) e sorbato de cálcio
(INS 203) são utilizados pela indústria (SILVA e LIDON, 2016; AMIT et al., 2017).
A ação antimicrobiana do ácido benzóico (INS 210) prevalece em leveduras
e fungos filamentosos e, em menor grau, em bactérias. Sais de ácido benzóico,
em particular benzoato de sódio (INS 211), benzoato de potássio (INS 212) e
benzoato de cálcio (INS 213), são normalmente aplicados como conservantes
em sucos de frutas e refrigerantes, maioneses, picles e preparações a base de
frutas. O ácido benzóico, ácido carboxílico com pKa = 4,19, é usado
frequentemente em combinação com outros aditivos, especialmente em
alimentos ácidos (pH 4 - 4,5) devido à sua forte dependência do pH (WHO, 2000;
SILVA e LIDON, 2016). Este composto antimicrobiano foi testado in vitro e foi
relatado como não tóxico; entretanto, alguns autores observaram alguma
toxicidade com efeitos mutagênicos e citotóxicos nos linfócitos periféricos
(ZHANG e MA, 2013).
De um modo geral, os sais destes ácidos orgânicos são mais estáveis, mais
solúveis em água e têm a ação antimicrobiana mais eficaz em níveis de pH < 4,5,
em que a forma não dissociada está em maior concentração porque o pH está
abaixo do pKa desses compostos. Sorbatos e benzoatos são frequentemente
35

utilizados em combinação, especialmente em bebidas com elevada acidez
(DOORES, 1993; KREGIEL, 2015).
4.1.3. Agentes anti-escurecimento
Escurecimento pode ocorrer pela ação de enzimas, geralmente envolvendo
a enzima polifenol oxidase (PPO, sigla do inglês polyphenol oxidase), ou reações
não enzimáticas, como a reação de Maillard e a caramelização. Os agentes anti-
escurecimento podem prevenir o surgimento da coloração castanha, agindo na
enzima ou nos intermediários da formação do pigmento.
Os antioxidantes podem prevenir o início do processo de escurecimento
reagindo com oxigênio. O ácido ascórbico, já discutido devido à sua atividade
antioxidante, também tem ação anti-escurecimento porque é um agente redutor.
Hexilresorcinol (4-HR), ácido eritórbico (ou ácido isoascórbico), N-acetil cisteína
e glutationa foram relatados por causa da capacidade antioxidante, mas não são
comumente usados na indústria de bebidas, onde o ácido ascórbico é
amplamente empregado (IOANNOU e GHOUL, 2013). Se a bebida for
pasteurizada ou tratada termicamente após a adição de ácido ascórbico, seu
efeito pode ser destruído, e esse ácido pode iniciar sua própria reação química
de escurecimento (TAYLOR, 2005).
Os sais derivados de ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA) e os
compostos à base de fosfato podem atuar como agentes quelantes,complexando o cobre disponível na estrutura das enzimas polifenol oxidases
(PPO). Os agentes à base de fosfato são comumente usados em níveis de 0,5-
2% (p/v) e, como EDTA e outros agentes quelantes, são usados em combinação
com outros agentes anti-escurecimento (IYENGAR e MCEVILY, 1992).
A enzima PPO é normalmente inativada a pH abaixo de 4, portanto os
acidulantes também podem agir para evitar o escurecimento, e o mais
comumente utilizado é o ácido cítrico. O ácido cítrico tem uma ação dupla em
relação ao anti-escurecimento, pois pode ainda quelar o íon de cobre presente
na estrutura proteica. Ácidos orgânicos como málico, tartárico e malônico, e
ácidos inorgânicos como fosfórico também podem ser utilizados como
acidulantes mas, devido ao seu custo mais elevado e/ou impacto negativo no
36

sabor, são menos utilizados do que o ácido cítrico (IOANNOU e GHOUL, 2013;
IYENGAR e MCEVILY, 1992).
4.2. Agentes de coloração
A cor é um dos atributos mais importantes em alimentos e bebidas, pois é
a primeira característica que os consumidores observam e pode influenciar
positiva ou negativamente a escolha do produto. Segundo a Food and Drugs
Administration (FDA), os corantes são substâncias utilizadas para conceder,
preservar ou realçar a cor dos alimentos, e podem incluir estabilizadores,
fixadores e agentes de retenção (CFR, 2018). Nas bebidas não alcoólicas, estas
classes de aditivos são importantes para tornar o produto mais atraente
esteticamente e para corrigir variações naturais de cor ou alterações durante o
processamento ou armazenamento, padronizando as características pelas quais
a bebida é reconhecida. Os corantes podem ser divididos em corantes naturais
e corantes artificiais.
Apesar da crescente demanda por bebidas naturais, o uso de corantes
artificiais ainda é amplamente utilizado para proporcionar coloração de fruta a
bebidas com baixa concentração de suco. Assim, o objetivo industrial é tornar
estes produtos mais aceitos pelos consumidores e padronizar a cor durante a
armazenagem, incluindo a reprodução de cores que se referem à presença de
substâncias funcionais, como as antocianinas (FALLICO et al., 2010).
Os corantes orgânicos sintéticos são amplamente utilizados como aditivos
em alimentos processados, sendo o uso dessas substâncias responsável por
danos à saúde dos consumidores, especialmente em crianças (DOELL et al.,
2016). Estudos demonstraram que existem possíveis ligações entre o consumo
de alguns corantes alimentares com efeitos nocivos para a saúde das crianças,
entre eles: Amarelo crepúsculo, Ponceau 4R, Carmoisina, Amarelo Quinolina e
Vermelho Alura AC (McCANN et al., 2007). Durante o século XX, nos Estados
Unidos, foram utilizados 80 corantes diferentes nos alimentos; no entanto, ao
longo dos anos a maioria foi retirada do mercado devido a preocupações com a
segurança dos alimentos, reduzindo-os a 9 corantes, que são atualmente
permitidos pela Food and Drug Administration (STEVENS et al., 2014).
37

Os corantes naturais são os extraídos de plantas, frutas e legumes, ou
ainda, produzidos por via microbiana e enzimática. Normalmente, variam do
amarelo ao laranja quando são carotenoides ou do vermelho vivo ao roxo quando
são antocianinas (KREGIEL, 2015). Scotter (2011), baseado na legislação da
União Europeia, divide os corantes naturais em 9 grupos: curcumina (E100),
riboflavinas (E101i-ii), cochonilha - incluindo ácido carmínico (E120), clorofilas -
incluindo clorofilinas e compostos de cobre (E140-141), caramelos - classes I-IV
(E150a-d), carotenoides - (E160a-f, E161b, E161g), vermelho beterraba,
betanina (E162), antocianinas (E163), e outros: carbono vegetal (E153),
carbonato de cálcio (E170), dióxido de titânio (E171) e óxidos e hidróxidos de
ferro (E172).
Outro corante muito utilizado na indústria de alimentos, especialmente em
bebidas e confeitaria, é o caramelo, que é uma mistura complexa de glóbulos de
gordura rodeada por uma solução de açúcar de alta concentração. Normalmente
é produzido aquecendo uma mistura de xarope de glicose, leite e gordura vegetal
a uma temperatura entre 118 e 130ºC (SENGAR e SHARMA, 2014). Existem 4
tipos diferentes de corantes caramelo que satisfazem os diferentes requisitos
para utilização em alimentos e bebidas: Caramelo Classe I (também conhecido
como caramelo simples), Caramelo Classe II (caramelo sulfito-cáustico),
Caramelo Classe III (caramelo amônia ou de cerveja, caramelo de padeiro e
confeitaria) e Caramelo Classe IV (conhecido como caramelo sulfito, caramelo
de refrigerante, ou caramelo à prova de ácidos) (CODEX, 1996). Este corante
classe IV tem sido destacado como benéfico contra o escurecimento não
enzimático quando adicionado a alimentos. Outra vantagem é que, em
comparação com outros corantes naturais, o caramelo não se degrada sob altas
temperaturas e pressões, permitindo a sua adição em alimentos que passam
pelo processo de extrusão (KAMUF et al., 2003). Apesar de ser considerado um
aditivo natural para corar alimentos e bebidas, alguns estudos têm demonstrado
a existência de compostos que podem ser tóxicos para a saúde do consumidor
tais como 2-metilimidazol, 4-metilimidazol, 1,2,3,4-tetrahidroxibutil-THI e 5-
hidroximetilfurfural, que têm sido encontrados em bebidas gaseificadas podendo
afetar a saúde dos consumidores (XU et al., 2015).
38

4.3. Agentes flavorizantes
Os agentes flavorizantes são substâncias adicionadas, em pequenas
quantidades, para suplementar, realçar ou modificar o sabor e/ou aroma original
dos alimentos, sem lhes conferir um sabor ou aroma característico próprio (CFR,
2018). O aroma pode ser definido como um único ou uma mistura de produtos
químicos de origem natural ou sintética, capaz de fornecer todo ou parte do sabor
de qualquer alimento ou outro produto. Ao contrário de outros aditivos
adicionados às bebidas, os aromas são utilizados em pequenas quantidades, de
modo que a exposição do consumidor a estas substâncias é relativamente baixa.
A legislação da União Europeia define os diferentes tipos de aromas como
naturais, idênticos ao natural e artificiais, e tais definições são empregadas
mundialmente (KREGIEL, 2015).
Vários regulamentos e diretivas europeias relativas a aromas e fragrâncias
foram adotadas, especialmente no que diz respeito a óleos e extratos,
impactando diretamente não apenas na União Europeia, mas também em todo
o mundo. Algumas das principais substâncias consideradas naturais
regulamentadas para uso como aromatizantes em alimentos e bebidas são ácido
agárico, β-asarona, cumarina, hipericina, quassina, pulegona, tujona, aloína,
ácido cianídrico e santonina. Uma substância aromatizante natural pode ser
obtida diretamente da planta, animal ou fermentação microbiana e usada no
estado bruto ou após o processamento para consumo humano
(DEMYTTENAERE, 2012).
No passado, os óleos essenciais eram amplamente utilizados nas
indústrias de perfumaria, alimentícia e farmacêutica, e mais recentemente têm
sido utilizados na indústria de bebidas, sendo várias substâncias utilizadas como
agentes aromatizantes. O capim-limão e o limão, por exemplo, são algumas das
fontes naturais mais exploradas para estes aditivos e têm propriedades
antioxidantes e antimicrobianas comprovadas. Kieling e Prudencio (2019)
desenvolveram uma mistura de derivados do capim-limão (extrato aquoso,
extrato liofilizado e óleo essencial) e suco de limão para a preparação de bebidas
mistas, avaliando as características físico-químicas e antioxidantes. Além disso,
foi analisada a aceitação sensorial e foram obtidos resultados satisfatórios. Outra
39

substância amplamente utilizada como aromatizante é o metil eugenol,
comumente encontrado em muitas plantas e vegetais. A UE determina níveis
máximos para o uso desta substância nos alimentos e no caso de bebidas não
alcoólicas a quantidade permitidaé de até 1 mg.kg-1 (LI et al., 2018).
4.4. Agentes texturizantes
Outro grande grupo de substâncias utilizadas em bebidas são os agentes
texturizantes, que podem ser adicionados como emulsificantes, estabilizantes,
espessantes e agentes de volume e são amplamente utilizados para modificar a
sua textura. Esta classe de aditivos tem uma utilização extensa, especialmente
na indústria de alimentos líquidos e bebidas, já que em muitos casos é essencial
manter a textura dos alimentos processados mais atrativa para os consumidores.
Os espessantes, por exemplo, quando adicionados às misturas, aumentam a
viscosidade sem modificar outras propriedades, enquanto os agentes de volume
aumentam o volume sem afetar seu valor nutricional. Por outro lado, os
emulsionantes permitem que a água e o óleo permaneçam misturados numa
emulsão (FAUSTINO et al., 2019).
Matta e colaboradores (2006) estudaram possíveis alterações sensoriais
devido ao uso de espessantes comerciais à base de amido no preparo de
algumas bebidas (café, leite, suco de maçã e suco de laranja). Em geral, os
espessantes não apresentaram diferenças entre si em relação a sabor e textura;
por outro lado, todos os espessantes suprimiram o sabor original das bebidas e
transferiram gostos estranhos (azedo, amargo, metálico ou adstringente),
indicando que ainda há necessidade de mais estudos para empregar estes
aditivos no setor de bebidas não alcoólicas.
Os principais agentes modificadores de textura são os oligossacarídeos
ricos em mananas, substâncias amplamente distribuídas na natureza e isoladas
de uma variedade de fontes. O mananol é utilizado em muitos produtos
alimentares, especialmente fluidos. Na indústria de bebidas, alguns
oligossacarídeos, como a goma guar, são adicionados para modificar ou ajustar
suas propriedades físico-químicas, equilibrando as características sensoriais
desses produtos (SINGH et al., 2018). A resistência desta goma à degradação
40

em condições de baixo pH e sua elevada solubilidade em água fria a torna
aplicável na indústria de bebidas, sendo utilizada como agente de controle de
viscosidade e espessante, devido às suas características reológicas. A utilização
desta goma para ajustar a viscosidade e o espessamento em produtos como
cafés (HAMDANI e WANI. 2018), mistura de suco de cereja azeda (TEIMOURI
et al., 2018) e bebidas não alcoólicas (STEINBACH et al., 2014) é relatada.
4.5. Aditivos nutricionais
Estas substâncias incluem aquelas necessárias para os processos
nutricionais e metabólicos do organismo (CFR, 2018), como tais antioxidantes,
e têm sido amplamente adicionadas a certas bebidas para melhorar a sua
qualidade nutricional. As bebidas fortificadas com vitaminas e/ou minerais estão
sendo continuamente desenvolvidas, levando a um aumento na diversificação
desses produtos, contribuindo para uma maior ingestão de nutrientes, o que
pode ser uma ferramenta eficaz para melhorar as condições de saúde pública
(SICIŃSKA et al., 2013).
Os consumidores de hoje estão mais exigentes não só quanto a qualidade
sensorial dos alimentos, mas também quanto ao seu valor nutricional. As
condições ambientais (fatores extrínsecos) e a composição dos alimentos
(fatores intrínsecos) interferem diretamente no seu estado de conservação, o
que é essencial para a manutenção da segurança dos alimentos. Contudo, cada
vez mais, além de alimentos seguros e microbiologicamente estáveis, os
consumidores exigem a disponibilidade no mercado de alimentos e bebidas com
elevado valor nutricional (MARONE et al., 2016).
Uma das principais classes de aditivos introduzidos em bebidas com valor
nutricional são os antioxidantes, como o hidroxianisol (BHA), o butil-
hidroxiquinona (BHT), a tertbutil-hidroxiquinona (TBHQ) e o propil galato (PG)
que têm sido utilizados em sistemas alimentares anti-oxidativos. Tocoferóis e
ácido ascórbico ou seus derivados estão sendo usados como alternativas ao
BHA, BHT, TBHQ e PG como antioxidantes naturais (SHAHIDI e NACZK, 2004).
Alguns estudos também estão sendo conduzidos visando a produção de
bebidas com a adição de substâncias que aumentam a biodisponibilidade dos
41

compostos presentes e, consequentemente, o seu valor nutricional. Blanco-
Morales e colaboradores (2018) avaliaram o impacto da adição de
galactooligossacarídeos (GOS) sobre a bioacessibilidade dos esteróis numa
bebida à base de fruta (tangerina e banana) enriquecida com esteróis vegetais.
Os resultados indicam que esta bebida pode ser bem empregada como matriz
alimentar para enriquecimento simultâneo com GOS e esteróis vegetais,
tornando-a uma opção de bebida mais funcional no mercado devido às
propriedades que estes aditivos proporcionam. Muitos micro-organismos
também têm sido utilizados em bebidas à base de vegetais a fim de melhorar o
valor nutricional das bebidas fermentadas de fruta. Neste contexto, Peerajan e
colaboradores (2016) desenvolveram um suco de erva fermentada (Phyllanthus
emblica fruit) para produzir um produto funcional. O uso de Lactobacillus
paracasei como cultura inicial forneceu uma bebida com alto teor fenólico e
propriedades antioxidantes.
Um ponto a ser considerado na determinação da qualidade nutricional das
bebidas são os métodos de análise que podem ser eficazes na quantificação de
componentes nutricionais adicionais. Existem alguns estudos na literatura
relativos, por exemplo, a medida da concentração das vitaminas contidas nas
bebidas. Neste contexto, Kakitani e colaboradores (2014) avaliaram a
determinação simultânea de vitaminas solúveis em água de bebidas dietéticas e
suplementos através do método de cromatografia líquida associada a
espectrometria de massas. As vitaminas avaliadas em um total de 8 bebidas
energéticas foram tiamina (B1), riboflavina (B2), ácido nicotínico (NA),
nicotinamida (NAD), pantotenato (B5), piridoxina (B6), biotina (B9),
cianocobalamina (B12), ácido ascórbico (AA), ácido desidroascórbico (DHA),
tiamina dibenzoyl (DBT), bisbentiamina (BBT), tetrabutilato de riboflavina (RFT)
e ácido ascórbico 2-glucósido (AAG).
4.6. Legislação
Vários institutos internacionais, como a European Food Safety Authority
(EFSA), têm revisto a segurança dos aditivos alimentares. A Comissão Europeia
está também revendo a legislação que regula a autorização de aditivos. Entre
outros itens, a revisão da EFSA considera a ingestão potencial de aditivos acima
42

das doses diárias aceitáveis. Desta forma, é oportuno desenvolver um
conhecimento dos atuais padrões de uso e consumo destas substâncias
(TENNANT, 2008; ZHANG et al., 2020).
O Sistema Internacional de Numeração de Aditivos Alimentares (INS, sigla
do inglês International Numbering System) foi adotado pelo Comitê do Codex
Alimentarius sobre Aditivos e Contaminantes Alimentares em 1989 com o
objetivo de consolidar todos os aditivos autorizados atualmente e fornecer uma
designação curta para ser usada em todo o mundo. O INS é uma lista aberta à
inclusão de aditivos adicionais ou remoção de aditivos existentes, sendo
frequentemente revista conforme as exigências propostas.
Águas gaseificadas ou não, sucos de frutas e vegetais e seus
concentrados, néctares de frutas e vegetais e seus concentrados, bebidas
aquosas gaseificadas e não gaseificadas, e bebidas à base de água fermentadas
ou infusionadas são as categorias que compõem as bebidas à base de água sem
álcool nas Normas Gerais para Aditivos Alimentares do Codex Alimentarius. A
concentração máxima permitida de cada aditivo é apresentada no Anexo I.
De acordo com o Codex Alimentarius, todos os aditivos submetidos aos
padrões das Boas Práticas de Fabricação devem ter qualidade e ser preparados
e manuseados da mesma forma que um ingrediente alimentar. Além disso, a
adição deve ser limitada ao nível mais baixo possível necessário para atingir o
efeito desejado (FAO/WHO, 2016).
5. Mecanismo deformação de benzeno a partir de aditivos
ácidos
O ácido ascórbico (INS 300) (Figura 2) é o antioxidante mais empregado
em bebidas. A legislação brasileira permite um limite máximo de 300 mg.L-1 de
ácido ascórbico em bebidas não alcoólicas não carbonatadas (BRASIL, 2007).
43

Figura 2. Estrutura do ácido ascórbico (RUSSEL, 1994).

O ácido benzóico (INS 211) (Figura 3) possui ação antimicrobiana tanto em
organismos procariontes, quanto eucariontes, e isso se deve à sua ampla
capacidade de ação em diferentes frentes, não existindo um único mecanismo
que explique sua atuação. A legislação brasileira permite um limite máximo de
500 mg.L-1 de ácido benzóico em bebidas não alcoólicas não carbonatadas
(BRASIL, 2007).

Figura 3. Estrutura do ácido benzóico (RUSSEL, 1994).

Os ácidos podem agir na redução do pH do meio, o que inibe o crescimento
de bactérias não acidófilas, e agem em conjunto com tratamentos térmicos, pois
a resistência dos micro-organismos ao calor é reduzida em meio ácido (RUSSEL
e GOULD, 2003).
O benzeno pode contaminar alimentos de diversas formas, como através
da migração do material da embalagem, uso de água contaminada na
preparação, decomposição térmica de componentes da matriz alimentar e
através da interação dos aditivos empregados (VARNER et al., 1991; SANTOS
et al., 2015).
Gardner e Lawrence (1993) foram os primeiros a demonstrar a formação
de benzeno a partir do ácido benzóico em presença do radical hidroxila, que por
44

sua vez tem origem da reação entre o ácido ascórbico e íons metálicos, como
por exemplo Cu+2 e Fe+3 (Figura 4), em matrizes alimentares ácidas.

Figura 4. Formação de radical hidroxila a partir de ácido ascórbico (H2Asc) em presença do íon Cu+2
(Adaptado de HALLIWELL e GUTTERIDGE, 1985).
É permitida a adição do conservante tanto como ácido benzóico, quanto
na forma de seus sais, sendo o mais comum o benzoato de sódio por sua
solubilidade ser maior do que a forma não dissociada. Nas bebidas nas quais
adiciona-se conservante na forma de sal, ocorre o equilíbrio de dissociação
conforme ilustrado na Figura 5, convertendo a maior parte do sal em ácido
benzóico.

Figura 5. Equilíbrio do ácido benzóico e seu sal conjugado (Adaptado de RUSSEL, 1994).

De acordo com a Equação de Henderson-Hasselbalch (Equação 1,
RUSSEL, 1994) e supondo-se pH da bebida em torno de 3,0, o cálculo das
concentrações no equilíbrio indica que 94% do íon benzoato é convertido em
ácido benzóico (pKa do ácido = 4,19 à 25 ºC, LIDE e MILNE, 1994), que é a
forma que possui atividade antimicrobiana. O ácido benzóico, na presença do
radical hidroxila, sofre descarboxilação e forma benzeno (Figura 6), que é
conhecido por sua carcinogenicidade. A exposição crônica a esse composto
causa supressão do sistema imunológico, podendo levar a anemia, leucemia e
efeitos no trato gastrointestinal (FISPQ, 2012).
45

𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + 𝑙𝑜𝑔10 (
[𝐴−]
[𝐴𝐻]
) (1)

Figura 6. Mecanismo de formação do benzeno a partir da reação com radical hidroxila (Adaptado de
WIKIMEDIA COMMONS, 2016).
Além da formação do benzeno, há a possibilidade da formação de fenol
(Figura 7) a partir do radical hidroxila regenerado livre (KNISPEL et al., 1990;
BERNDT e BÖGE, 2006). O fenol apresenta toxicidade aguda oral, dérmica e
por inalação, sendo suspeito de causar mutagenicidade (FISPQ, 2011).

Figura 7. Estrutura do fenol (RUSSEL, 1994).
6. Desenvolvimento de novos aditivos
Os aditivos alimentares podem estar presentes numa variedade de
alimentos, e os consumidores estão expostos à sua ingestão desde a infância, o
que pode causar danos à saúde ao longo dos anos; contudo, os aditivos
46

alimentares são, agora, considerados essenciais nos alimentos modernos. Os
edulcorantes, conservantes, corantes e aromatizantes são adicionados aos
alimentos durante o processamento e quase todos os alimentos processados
contêm aditivos alimentares (YAMASHITA et al., 2017). A maioria dos países ou
regiões estabeleceu critérios de segurança para os aditivos alimentares.
Entretanto, alguns relatórios mostram que os aditivos alimentares estão
associados a riscos acrescidos de doenças imunológicas como o câncer (nitratos
e nitritos) (SONG et al., 2015) e alergias (edulcorantes artificiais) (MASLOVA et
al., 2013). Alguns aditivos foram considerados diretamente responsáveis por
causar várias doenças além daquelas supostamente atribuíveis ao consumo
excessivo de alimentos não saudáveis (SULLIVAN et al., 2009). Embora
algumas das associações possíveis sejam provavelmente infundadas, há fortes
evidências para algumas alegações. Vários grupos de interesse público
elaboraram listas de aditivos que geralmente devem ser evitados ou usados com
cautela, especialmente por indivíduos imunocomprometidos.
Como já mencionado, aditivos alimentares são ingredientes adicionados a
alimentos para modificar características físicas, químicas, biológicas ou
sensoriais durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento,
embalagem, armazenamento, transporte ou distribuição. Contudo, eles devem
ter como principal característica a segurança dos consumidores. Nos últimos
anos novas substâncias têm sido utilizadas como aditivos alimentares, incluindo
para as bebidas. Os consumidores de todo o mundo exigem ingredientes
naturais nos produtos. Na indústria de bebidas, muitos fabricantes estão
respondendo com a remoção de corantes, mas os custos e problemas de
estabilidade podem criar barreiras contra esta mudança (MEPHAM, 2011,
PRESSMAN et al., 2017).
Muitas classes de substâncias, como conservantes químicos e ácidos
orgânicos, são utilizadas para conservar alimentos, especialmente bebidas. No
entanto, a demanda por conservantes químicos sintéticos está diminuindo
gradualmente devido aos possíveis efeitos colaterais que têm sido
demonstrados à medida que as pesquisas avançam, causando pressão da
sociedade por alimentos seguros, forçando a redução ou restrição da aplicação
47

dessas substâncias. Assim, conservantes naturais que possam substituir os
sintéticos têm sido cada vez mais estudados (CHOI et al., 2018).
Desde os tempos antigos, o homem tem usado plantas tanto como alimento
quanto como fontes de vários compostos bioativos valiosos. Atualmente,
extratos de ervas medicinais e aromáticas são usados como aditivos alimentares
e de cosméticos (como óleos essenciais, ácido rosmarínico, vanilina), corantes
naturais (como betaínas, antocianinas), biopesticidas (como nicotina, rotenona,
rinidina) e medicamentos fitoterápicos (terpenos), ácidos, ácidos fenólicos,
alcalóides (vinblastina, vincristina, cafeína, nicotina, efedrina) (VRANCHEVA et
al., 2018). Mesmo com a grande variedade de compostos já conhecidos e
utilizados com propriedades conservantes nos alimentos, a ciência e a
tecnologia dos alimentos ainda procuram substâncias inócuas para os
consumidores e que possam ser utilizadas com o propósito de preservar ou
melhorar algumas das propriedades dos alimentos. Nesta seção, procurou-se
abordar os aditivos alimentares que têm sido utilizados mais recentemente na
indústria alimentícia.
6.1. Óleos essenciais
Os óleos essenciais são compostos aromáticos naturais com atividades
biológicas de amplo espectro. Muitas destas substâncias têm fortes atividades
antibacterianas, antivirais e antifúngicas, favorecendo a sua aplicação também
como antimicrobianos naturais em alimentos e bebidas (DONSÌ et al., 2016).
Para alcançar uma aplicação tecnológica adequada dos óleos essenciais como
conservantes no processamento de alimentos, é necessário estabelecer
condições ideais de aplicação, tais como conhecer a sensibilidade do micro-
organismo e as melhores concentrações do composto ativo utilizado. Algumas
substâncias que têm sido destacadas em relação ao uso como conservantes são
os óleos essenciais extraídos