Aditivos alimentares

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Aditivos Alimentares
Flávia Pelissari
Tatiane F. Vieira
Maringá
2018
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ADITIVOS ALIMENTARES - DEFINIÇÃO
	“Aditivo alimentar é todo e qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos sem o propósito de nutrir, com o objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento.” (Portaria 540, de 27/10/97)
	“A definição não inclui os contaminação acidental ou substâncias nutritivas que sejam incorporadas ao alimento para manter ou melhorar suas propriedades nutricionais.” 
Vitaminas, sais minerais
Traços de ingredientes de outros processos
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Quando os aditivos alimentares podem ser utilizados nos alimentos?
	A legislação brasileira sobre aditivos alimentares é positiva e estabelece que um aditivo somente pode ser utilizado pela indústria alimentícia quando estiver explicitamente definido em legislação específica para a categoria de alimentos correspondente, com as respectivas funções e limites máximos.
 www.anvisa.gov.br > Alimentos > Legislação > Aditivos alimentares e Coadjuvantes de Tecnologia
Devem seguir a Ingestão Diária Aceitável (IDA) de cada substância.
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Classificação dos Aditivos
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Porque usar aditivos em alimentos?
Aumentar a conservação ou estabilidade, com consequente redução nas perdas de alimentos;
Manter ou melhorar seu valor nutritivo;*
Tornar o alimento mais atrativo ao consumidor, através da melhoria das características sensoriais;
Fornecer condições essenciais ao processamento de alimentos;
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Quando é proibido o uso em alimentos?
Houver evidências de que o mesmo não é seguro para consumo pelo homem;
Se interferir sensível e desfavoravelmente no valor nutritivo do alimento;
Servir para encobrir falhas no processamento e/ou nas técnicas de manipulação;
Encobrir alteração ou adulteração da matéria-prima ou do produto já elaborado;
Induzir o consumidor a erro, engano ou confusão;
Quando não estiver autorizado por legislação específica.
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Funções dos aditivos alimentares
Decreto nº 55.871, de 26 de março de 1965.
11 classes
Necessidade de harminozação com Mercosul e Codex Alimentarius
Atualização pela Portaria nº 540, de 27 de outubro de 1997. 
23 classes
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Classificados de acordo com a ação que exercem no alimento
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	“Substância que confere, intensifica ou restaura a cor de um alimento.”
COCHONILHA CARMIM 
TARTRAZINA
ANTOCIANINAS
CORANTES
Classificação:
Corante artificial (não encontrado em produtos artificiais
Corante orgânico sintético idêntico ao natural
Corante inorgânico (obtidos de minerais)
Corante orgânico sintético
Corante orgânico natural (obtido de animal e vegetal)
URUCUM
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 “Substância diferente dos açúcares que confere sabor doce ao alimento.” 
Podem ser usados em substituição total ou parcial do açúcar, sendo naturais ou artificiais.
Têm poder adoçante muito superior ao da sacarose.
Mais utilizados são: sacarina, ciclamato, aspartame e steviosídeo.
Sacarina
Aspartame
Fenilalanina
+
Ác. Aspártico
EDULCORANTES
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	“Substância ou mistura de substâncias com propriedades aromáticas e/ou sápidas, capazes de conferir ou reforçar o aroma e/ou sabor dos alimentos.” 
AROMATIZANTES
Classificação:
São os obtidos exclusivamente por métodos físicos, microbiológicos ou enzimáticos, a partir de matérias-primas aromatizantes naturais.
São compostos químicos obtidos por processos químicos, compreendendo aromas idênticos ao natural e aromas artificiais.
Naturais
Sintéticos
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UMECTANTES
“Substância com propriedades de evitar a perda da umidade em alimentos, evitando o ressecamento, retendo a água nos alimentos.”
Utilizados:
Produtos de confeitaria 
Produtos “light” e “diet”
Normalmente são polióis: múltiplos grupos OH 
Capacidade de formação de ligação de hidrogênio;
Tem propriedade de reter água nos alimentos.
Exemplos: 
Glicerol
Sorbitol
Propilenoglicol
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UMECTANTES
melhoria da retenção de água, permitindo um aumento da quantidade adicionada, 
fortalecer a estrutura formada pela rede de glúten e de amido, sendo assim mais resistente aos aumentos de volume pela fermentação e pelo “salto de forno”.
confere maior vida útil ao pão 
substituição total de glúten por PGA, para produção de pães e bolos sem glúten
substituição do glúten adicionado para fortalecimento da farinha
Alginato de Proprilenoglicol (PGA):
IUPAC: Propano 1,2-diol alginato
(C9H14O7)n
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	“Substância capazes de reduzir as características hidroscópicas dos alimentos e diminuir a tendência de adesão das partículas individuais.”
Silicatos: combinações de sílica com outros minerais
Carbonato de cálcio
ANTIUMECTANTES
Exemplos:
Retardam a absorção de umidade do alimento – evita o “empedramento”
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	“Substância que impede ou retarda a alteração dos alimentos provocada por microrganismos ou enzimas.”
Ácido benzóico
Alimentos c/ pH < 5,5; comumente usados para inibição de bolores e leveduras, que se desenvolvem em pH baixos.
... alteração da permeabilidade da membrana celular e interferência em reações metabólicas essenciais para crescimento e divisão celular. 
Preparo de produtos curados, ajudam a evitar Clostridium botulinum;
Atividade anti‐bacteriana, fixa cor e sabor;
Nitrato  nitrito + amina  nitrosaminas
Evita o escurecimento enzimático e não enzimático e inibe o crescimento de microrganismos.
C143H230N42O37S7
Ação antibiótica  gram-positivas; 
Embalagens plásticas.
Bolores e leveduras;
Proteção externa em alimentos sólidos
CONSERVANTES
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“Substância que retarda o aparecimento de alteração oxidativa no alimento.” 
Butil-hidroxianisol (BHA)
Ác. Ascórbico
ANTIOXIDANTES 
Tipo III: complexam íons metálicos (Cu, Fe) que catalisam a formação de radicais livres. 
Tipo I: doam hidrogênio ao sistema, impedindo a formação de radicais livres. 
Tipo II: capturam o oxigênio presente no meio tornando-os indisponíveis para atuarem como propagadores da autoxidação. 
Ácido etileno diamino tetra acético (EDTA)
Butil-hidroxitolueno (BHT)
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ANTIOXIDANTES 
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“Substância que aumenta a acidez ou confere um sabor ácido aos alimentos.”
ACIDULANTES 
;
 
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ACIDULANTES 
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“Substância que torna possível a formação ou manutenção de uma mistura uniforme de duas ou mais fases imiscíveis no alimento.”
Naturais: lecitina.
Sintéticos: monoglicerídeos de glicerol.
EMULSIFICANTES
 
Estrutura: parte lipofílica (interage com fase oleosa) e parte hidrofílica (interage com a fase aquosa). 
Atuam na interface de duas substâncias imiscíveis, reduzindo a tensão superficial, permitindo que elas se misturem, formando a emulsão.
	Melhoram: textura, estabilidade, volume, maciez, aeração e homogeneidade dos produtos.
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Lecitina
EMULSIFICANTES
 
Balanço entre a hidrofilicidade e lipofilicidade (HLB)
HBL
Hidrofilicidade
HBL
Lipofilicidade
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Obtidos a partir de uma vasta gama de matérias-primas naturais, incluindo microrganismos, plantas terrestres e marinhas (algas) e tecidos conjuntivos animais.
	Estabilizantes, agentes geleificantes e espessantes são diferentes denominações para uma importante categoria de ingredientes alimentícios ou aditivos: os hidrocolóides - polissacarídeos e em outros casos, proteínas (gelatina). 
Propriedades funcionais são obtidas misturando-os com água, alteram suas propriedades reológicas.
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“Substância que aumenta a viscosidade de um alimento.”
ESPESSANTES
Maioria: carboidratos naturais;
Peso molecular elevado;
Hidrossolúvel, hidrofílico: usado para dispersar, estabilizar ou evitar a sedimentação de substâncias em suspensão. 
Tecnologia de alimentos e bebidas: agente estabilizador de sistemas dispersos, como suspensões (sólido-líquido),emulsões (líquido-líquido) ou espumas (gás-líquido).
	Dispersam-se em água para dar um efeito espessante ou de produção de viscosidade, sem modificar substancialmente suas outras propriedades. 
Espessamento: emaranhamento inespecífico de cadeias poliméricas conformacionalmente desordenadas.
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ESPESSANTES
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Funções nos alimentos
Facilitam a dissolução;
Mantêm a aparência homogênea do produto evitando separação;
Formam estrutura capaz de manter juntas substâncias menores nos alimentos, formando um produto mais estável. 
Aumentam a viscosidade;
Alteram ou controlam a consistência de um produto durante o resfriamento ou aquecimento, ou no armazenamento.
Controlam a formação de cristais de gelo que afetariam a textura; 
Formação e estabilização de espuma.
ESTABILIZANTES 
“Substância que torna possível a manutenção de uma dispersão uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento.”
Geralmente carboidratos grandes
Atuam sobre a mobilidade da água; modificando as forças intermoleculares que estabilizam ou desestabilizam a estrutura dos coloides e géis alimentares.
 introduz uma força repulsiva que fornece uma barreira energética à coalescência
Aumento na estabilidade durante o armazenamento
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ESTABILIZANTES 
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“Substância que confere textura através da formação de um gel.”
GELEIFICANTES 
Formação de gel:
	envolve a associação ou reticulação das cadeias poliméricas (em zonas de junção conformacionalmente ordenadas) para formar uma rede tridimensional que prende ou imobiliza a água no seu interior para formar uma estrutura rígida que é resistente ao fluxo;
	torna-se viscoelástico exibindo ambas as características de um líquido e um sólido.
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Esquema representativo da formação do gel de alginato de cálcio.
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CURIOSIDADE
 Aplicativo
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CURIOSIDADE
 Aplicativo
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CURIOSIDADE
 Aplicativo
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OBRIGADA!
Aditivos: toda a substância ou mistura, dotada ou não de valor nutritivo, adicionada ao alimento com a finalidade de impedir alterações, manter, conferir ou intensificar seu aroma, cor e sabor, modificar ou manter seu estado físico geral ou exercer qualquer ação exigida para uma boa tecnologia de fabricação do alimento
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Na forma dissociada o ácido penetra mais facilmente na membrana acidificando o citoplasma. Os ácidos orgânicos e seus ésteres apresentam efeitos significantes na membrana citoplasmática, interferindo com o transporte e manutenção do potencial de membrana. 
A nisina (E234) é um antibiótico obtido a partir da cultura de cepas de Streptococcus lactis. Esse polipeptídeo é um conservante natural, porém com aplicações alimentícias restritas (sem ação sobre as bactérias gram negativas, perda de atividade em torno de pH 4 e abaixo de 20° e imobilização pelas gorduras e outros compostos alimentícios).
A natamicina é um polieno antifúngico, isolado pela primeira vez de um filtrado de Streptomyces natalensis e usada unicamente nas partes não consumidas dos queijos (casca de cera).
Bacteriocinas são moléculas proteicas sintetizadas por várias linhagens de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas quando submetidas a condições de estresse, tendo seu processo de síntese mediado por mecanismos genéticos.
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Tipo I: O átomo de hidrogênio ativo do antioxidante é abstraído pelos radicais livres R• e ROO• com maior facilidade do que os hidrogênios alílicos das moléculas insaturadas. Assim, formam-se espécies inativas para a reação em cadeia e um radical inerte (A•) procedente do antioxidante. Este radical,
estabilizado por ressonância, não tem a capacidade de iniciar ou propagar as reações oxidativas.
Tipo II: Os removedores de oxigênio são compostos que atuam capturando o oxigênio presente no meio, através de reações químicas estáveis tornando-os, consequentemente, indisponíveis para atuarem como propagadores da autoxidação. Ácido ascórbico, seus isômeros e seus derivados são os melhores exemplos deste grupo.
Tipo III: Os agentes quelantes/sequestrantes complexam íons metálicos, principalmente cobre e ferro, que catalisam a oxidação lipídica. Um par de elétrons não compartilhado na sua estrutura molecular promove a ação de complexação.
Os mais comuns são ácido cítrico e seus sais, fosfatos e sais de ácido etileno diamino tetra acético (EDTA).
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Sistema Internacional de Numeração (INS) 
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Na forma dissociada o ácido penetra mais facilmente na membrana acidificando o citoplasma. 
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Compostos caracterizados por sua natureza anfifílica, apresentado, em sua estrutura química, segmentos hidrofóbicos (que interage com a fase oleosa) e hidrofílicos (que interage com a fase aquosa), espacialmente separados. Em função dessas características, os emulsificantes reduzem a tensão superficial na interface das fases imiscíveis, permitindo, portanto, que elas se misturem, formando a emulsão.
Parte lipofílica é caracterizada pela presença de uma ou mais cadeias de ácidos graxos.
Parte hidrofílica pode corresponder a uma variedade de grupos funcionais, dentre eles, o agrupamento OH, que pode ser visto nas moléculas de ésteres
de sorbitana e de ésteres graxos de sacarose, e o agrupamento fosfatídeo nas moléculas dos fosfolipídios, como a lecitina. 
Figura: Etapas da estabilização de uma emulsão alimentícia contendo água em óleo quando adicionado um emulsificante.
Tensão superficial: um tipo de equilíbrio entre as forças existentes no líquido moldando a forma da superfície desse líquido.
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Torna-se imprescindível o correto balanço entre a hidrofilicidade e lipofilicidade (HLB) da molécula do emulsificante. Quanto maior o valor do HLB, maior a hidrofilicidade e, quanto menor o valor do HLB, maior a lipofilicidade. Dependendo desse balanço, o aditivo poderá ser usado em emulsões do tipo água em óleo (A/O) ou óleo em água (O/A).
Lecitina: atuam aumentando a rigidez da membrana dos glóbulos de gordura e de ar, permitindo obter microborbulhas de menor diâmetro. Aumentam a estabilidade de emulsões e contribuem com a consistência e resistência à fusão.
Os emulsionantes permitem que a água e os óleos permaneçam misturados em uma emulsão, como na maionese, no sorvete e no leite homogeneizado. Ele impede que as gorduras coagulem juntas.
A maionese é uma emulsão de óleo vegetal na água do vinagre. A importância da gema de ovo na maionese se dá pelo fato da gema do ovo ser rica em lecitina. Após a adição de emulsificantes e agitação, forma-se uma dispersão do tipo água/óleo. A maionese apresenta uma fase interna que é composta de gotas de óleo dispersas e uma fase externa de vinagre, ovos e outros ingredientes. A rigidez da emulsão depende parcialmente do tamanho das gotículas de óleo e da proximidade com que estão agrupadas.
Estabilizante é a substância que torna possível a manutenção de uma dispersão uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento. Portanto, todo emulsificante é um estabilizante, mas nem todo estabilizante é um emulsificante.
Ácidos graxos (hidrofóbicos) representados de verde e azul na estrutura química.
Ácido ortofosfórico e colina (amina natural encontrada nos lipídios presentes na membrana celular e no neurotransmissor acetilcolina) em vermelho. Em preto o glicerol.  Partes hidrofílicas.
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Polissacarídeos: propriedade de reter moléculas de água, formando soluções coloidais e controlando desse modo, a atividade de água de um sistema.
Hidrocolóides são biopolímeros solúveis em água que consistem em polissacarídeos de alto peso molecular, conhecidos como construtores de viscosidade, agentes de gelificação e estabilizadores de sistemas alimentares.
Naturais: aqueles encontrados na natureza. 
Modificados: baseados em modificações químicas de polissacarídeos naturais. 
Sintéticos: preparados por síntese química, como ação de certos microrganismos. 
A Reologia é a ciência que estuda a deformação e o escoamento de corpos sólidos ou fluídos (gases ou líquidos).
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Processo de espessamento envolve o emaranhamentoinespecífico de cadeias poliméricas conformacionalmente desordenadas; é essencialmente uma interação polímero-solvente (Philips et al. 1986). Espessamento ocorre acima de uma concentração crítica conhecida como concentração de sobreposição (C *). Abaixo disso, as dispersões de polímeros exibem comportamento newtoniano mas mostram um comportamento não newtoniano acima dessa concentração.
Proteínas utilizadas como espessantes de alimentos: colágeno, clara de ovos, furcellaran (ágar da Dinamarca) e gelatina.
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Os estabilizantes devem diminuir a perda de água, deixando o alimento com aspecto mais homogêneo.
São capazes de evitar a formação de cristais de gelo em sorvetes ou de facilitar a dissolução dos pós para preparo de sopas. Também ajudam a proporcionar a textura esponjosa no crescimento de bolos e são responsáveis pela manutenção da espuma da cerveja por mais tempo.
No caso de alimentos processados à base de carne, os estabilizantes impedem a perda de água no processo de descongelamento ou durante o cozimento, além de diminuir a formação de cristais de gelo que comprometem a aparência e textura do alimento.
Muitos estabilizantes também são espessantes. Assim, talvez a diferença mais importante entre eles seja a quantidade necessária de aditivo para se obter o efeito desejado. Os espessantes se ligam preferencialmente à água, enquanto os estabilizantes são mais “sociáveis”. Então, é preciso usar uma quantidade maior do mesmo aditivo para que um espessante cumpra a função de estabilizante.
Alguns estabilizadores são agentes gelificantes. Não são emulsificadores verdadeiros, ajudam a estabilizar as emulsões.
Estabilizadores têm um papel importante durante a formação de uma emulsão. Seu papel é duplo, pois reduzem a tensão superficial das gotículas, facilitando sua decomposição em gotículas menores, e também retardam a coalescência das gotículas, uma vez formadas.
A medida que gotículas individuais da fase dispersa (interna) em uma emulsão se aproximam, elas são atraídas umas pelas outras pelas forças de van der Waals.
As forças entre as gotículas podem ser modificadas pela adição de um estabilizador que é adsorvido na superfície da gotícula, alterando-as de forma a introduzir uma força repulsiva que fornece uma barreira energética à coalescência. As forças repulsivas podem ser de um ou mais de vários tipos, incluindo forças eletrostáticas, estéricas e de hidratação.
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Goma xantana: mais utilizado em alimentos, no Brasil e no mundo. Propriedades físico-químicas, que superam todas as dos outros polissacarídeos disponíveis no mercado. Dentre estas propriedades destacam-se a sua elevada viscosidade em baixas concentrações, bem como sua estabilidade em ampla
faixa de temperatura e de pH, mesmo na presença de sais.
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Um gel é uma fase intermediária entre um sólido e um líquido. Eles consistem de moléculas de polímero reticuladas para formar uma rede molecular emaranhada e interconectada imersa em um meio líquido, que no sistema alimentar é água (Oakenfull 1987). Os tecnólogos de alimentos usam a palavra "gel" para alimentos com alto teor de umidade que mais ou menos conservam sua forma quando são liberados de seu recipiente.
A formação de gel é o fenómeno que envolve a associação ou reticulação das cadeias poliméricas para formar uma rede tridimensional que prende ou imobiliza a água no seu interior para formar uma estrutura rígida que é resistente ao fluxo. Em outras palavras, torna-se viscoelástico exibindo ambas as características de um líquido e um sólido. As propriedades texturais (por exemplo, elástico ou quebradiço, longo ou espalhado, mastigável ou cremoso) de um gel variam amplamente com o tipo de hidrocolóide usado.
Envolve associação inter-cadeia específica em zonas de junção conformacionalmente ordenadas.
Em geral, todos os hidrocoloides solúveis em água são espessantes, mas nem todos possuem a capacidade de formar géis.
Os hidrocolóides formam géis por associação física de suas cadeias poliméricas através de ligações de hidrogênio, associação hidrofóbica e reticulação mediada por cátions e diferem dos géis poliméricos sintéticos, que normalmente consistem em cadeias poliméricas reticuladas covalentemente. 
Reticulação: ligações entre moléculas lineares produzindo polímeros tridimensionais com alta massa molar.
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Formação do gel de alginato através da reticulação mediada pelo cálcio.
A gelificação envolve a agregação de ligações inter-cadeias primárias em "zonas de junção", que formam a base para a rede tridimensional característica de um gel. O arranjo físico dessas zonas de junção dentro da rede pode ser afetado por vários parâmetros como temperatura, presença de íons e estrutura inerente do hidrocolóide.
Para a gelificação dos hidrocolóides, os três principais mecanismos propostos são a gelificação ionotrópica (exemplo no slide), a gelificação a frio e a gelificação por calor. A gelificação ionotrópica ocorre através da ligação cruzada de cadeias hidrocolóides com íons, tipicamente um processo de gelificação mediada por cátions (como o cálcio) de polissacarídeos carregados negativamente. Exemplos de tais sistemas são alginato, carragenina e pectina.
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