Por que formular com proteínas vegetais é mais difícil do que usar proteínas lácteas e como as proteínas vegetais melhoraram nos últimos anos? Neste artigo, revisaremos os desafios e avanços na substituição de proteínas lácteas por proteínas vegetais.

As proteínas derivadas de animais, como as proteínas lácteas, têm sido amplamente utilizadas há muitos anos, pois apresentam muitos benefícios nutricionais e tecnofuncionais (ligação, formação de gel, formação de espuma, etc). As proteínas derivadas de animais são geralmente fontes de proteína de alta qualidade porque fornecem todos os aminoácidos essenciais que nosso corpo precisa. Além disso, eles têm boa funcionalidade tecnológica, são fáceis de formular e proporcionam um sabor limpo.

No entanto, um foco crescente na sustentabilidade levou a um crescimento no mercado de alimentos à base de plantas. Isso está mudando o foco para as proteínas vegetais, apesar dos muitos desafios que permanecem com essa fonte de proteína em aplicações de alimentos e bebidas.

Do ponto de vista nutricional, a maioria das fontes de proteína são deficientes em alguns aminoácidos essenciais e são, portanto, fontes de proteína incompletas. A estratégia para melhorar o perfil nutricional da proteína vegetal já foi discutida em um artigo anterior do KHNI: Como podemos otimizar as proteínas vegetais? , como combinar diferentes fontes de proteína para fornecer uma solução completa de proteína vegetal com todos os aminoácidos essenciais.

Além da nutrição, outros aspectos muito importantes para os fabricantes de alimentos e bebidas, como solubilidade, sabor e capacidade de processamento, permanecem desafiadores e devem ser considerados.

Como podemos preencher a lacuna entre proteínas animais e vegetais para desenvolver alimentos nutricionalmente equilibrados e saborosos?

Desafios e avanços na formulação com proteína vegetal: funcionalidade em alimentos e bebidas

Alguns dos desafios no uso de proteínas vegetais em aplicações de alimentos e bebidas são resultado das diferentes técnicas de processamento usadas para isolar proteínas vegetais de uma matéria-prima (por exemplo, ervilhas ou farinha de ervilha) em comparação com aquelas usadas para isolar proteínas animais. Estes podem incluir solubilidade, textura e sensação de boca seca, dependendo da aplicação.

Muitas proteínas vegetais têm baixa solubilidade em água. Boa solubilidade é fundamental para aplicações com alto teor de água (bebidas, alternativas lácteas, molhos e sopas, etc.), pois a solubilidade da proteína é necessária para um aspecto visual (sem separação de fases), baixa viscosidade e boa sensação na boca (suavidade, cremosidade, baixa granulação /arenosidade).

Para produtos com baixo teor de água (padaria, lanches, etc.), também existem desafios, pois algumas proteínas vegetais produzem secura e textura dura, muitas vezes associadas a questões sensoriais.

As diferenças de processamento entre proteínas vegetais e animais resultam em propriedades funcionais diferentes

Para proteínas vegetais, os processos usados para a geração dos ingredientes proteicos (por exemplo, concentrados de proteína de ervilha) ocorrem frequentemente após a extração de amido/fibra. A desnaturação precoce ou excessiva de proteínas pode ocorrer durante a extração de amido ou fibra, o que significa que as proteínas vegetais podem perder suas propriedades tecnofuncionais nativas (solubilidade, propriedades de ligação à água, gelificação, etc.) antes de atingirem a etapa de extração de proteínas.

Em contraste, para proteínas derivadas de animais, o foco do processamento é geralmente a fabricação do ingrediente proteico. Como resultado, a desnaturação da proteína é minimizada e as propriedades tecnofuncionais nativas são preservadas.

Os ingredientes de proteína vegetal são geralmente produzidos seguindo dois processos principais:

• • • Processamento a seco (moagem e classificação ao ar) – Processo baseado na separação mecânica das proteínas dos grânulos de amido. A separação de proteínas é baseada na diferença de tamanho/densidade com outros componentes.
    • Processamento úmido – Suspensão proteica em meio aquoso. A separação de proteínas de outros componentes é geralmente baseada na solubilidade diferencial em vários valores de pH (precipitação isoelétrica), força iônica (efeito de salga) às vezes associada à separação com base na massa molecular diferencial (separação de membrana por diálise e/ou ultrafiltração).

O processamento úmido é mais severo e tem um impacto maior na tecnofuncionalidade da proteína vegetal, tornando os ingredientes proteicos gerados por esse processo mais difíceis de formular.

Como o processamento de proteína vegetal melhorou para permitir melhores alimentos e bebidas à base de plantas?

Várias estratégias podem ser empregadas para melhorar as propriedades tecnofuncionais de ingredientes de proteínas vegetais. Esses são frequentemente focados em modificar a solubilidade ou desdobrar proteínas vegetais para expor seus grupos hidrofóbicos para melhorar as propriedades de gelificação, emulsificação e aeração. Os processos utilizados para modificar as propriedades tecnofuncionais das proteínas vegetais são classificados em tratamentos físicos, químicos ou biológicos (Tabela 1). Os processos físicos podem ser usados em conjunto com processos químicos e ou biológicos para modificar ainda mais as propriedades tecnofuncionais selecionadas das proteínas vegetais (Akharume et al ., 2020).

Desafios e avanços na formulação com proteína vegetal: sabor e sensação na boca

Além de ter melhores propriedades funcionais do que as proteínas vegetais, as proteínas lácteas também têm perfis de sabor e sensação na boca mais positivos para uso em alimentos e bebidas. Isso se deve às condições de processamento suaves que evitam a desnaturação excessiva e o desenvolvimento de notas estranhas (por exemplo, condições de baixo tratamento térmico) em comparação com o processamento de proteínas vegetais descrito acima.

Os ingredientes proteicos vegetais, por outro lado, geralmente estão associados a atributos sensoriais indesejáveis (verde, amargo, adstringente, etc.), além de sua textura arenosa, que pode causar uma sensação na boca granulada (Saint-Eve et al ., 2019). Outros parâmetros, como histórico de processamento (por exemplo, tratamento térmico, hidrólise, moagem, etc.) também podem modificar suas propriedades organolépticas. As propriedades sensoriais das proteínas vegetais também variam dependendo de sua origem botânica e estado.

Problemas sensoriais a serem superados em diferentes proteínas vegetais

Existem diferentes soluções disponíveis para minimizar esses defeitos sensoriais. Duas vias principais podem ser usadas isoladamente ou em combinação para melhorar o perfil sensorial das proteínas vegetais:

• • • As tecnologias de sabor e mascaramento de sabor são usadas para cobrir os compostos de sabor e sabor responsáveis por um perfil desequilibrado. Sua inclusão pode, portanto, diminuir as notas e defeitos de sabor das proteínas vegetais.
    • Processamentos como fermentação e extração de solventes podem ajudar a reduzir defeitos sensoriais ligados ao sabor e sabor das proteínas vegetais. Outras tecnologias que envolvem redução do tamanho das partículas, hidrólise parcial de proteínas e reticulação são usadas para melhorar a sensação na boca (redução de areia/arenidade e/ou viscosidade), mais particularmente em alimentos com alto teor de água. A redução do tamanho da partícula e a hidrólise podem afetar negativamente o sabor e o sabor da proteína, seja aumentando a área de superfície (redução do tamanho da partícula) ou liberando peptídeos e aminoácidos livres que têm perfis de sabor amargo e salgado.

Híbridos vegetais e lácteos: uma estratégia com foco em consumidores flexitarianos

Hoje, as proteínas vegetais não são um foco apenas para veganos e vegetarianos, mas também para consumidores que ainda consomem proteína animal, mas procuram trazer um melhor equilíbrio entre as duas fontes, incorporando mais opções à base de plantas em suas dietas. Alimentos e bebidas híbridos (contendo proteínas animais e vegetais) são uma ferramenta útil na transição da dieta, ajudando a preencher a lacuna entre os dois mercados.

Há uma oportunidade para os fabricantes de alimentos e bebidas desenvolverem produtos híbridos direcionados a essa categoria de consumidores.

A combinação de proteínas vegetais e animais pode permitir obter benefícios sinérgicos, aproveitando o melhor dos dois mundos. Há muitos benefícios com o uso de proteínas híbridas (por exemplo, uma mistura de proteínas lácteas e vegetais) em relação às proteínas vegetais isoladas:

• • • Melhor solubilidade: como as proteínas lácteas são mais solúveis do que as proteínas vegetais, a combinação de ambas as fontes aumentará a solubilidade geral.
    • Areia reduzida: as proteínas lácteas estão associadas à suavidade e cremosidade, combiná-las com proteínas vegetais pode ajudar a reduzir significativamente a percepção de granulação das proteínas vegetais.
    • Sabor superior: o perfil sensorial das proteínas lácteas é na maioria dos casos desejável. As fontes de proteína vegetal podem trazer sabor desagradável (amargo, terroso, feijão e adstringente) que se tornou um grande obstáculo para a compra dos produtos pelos consumidores. Alimentos híbridos também podem oferecer uma solução aqui para melhorar a palatabilidade de alimentos e bebidas à base de plantas, reduzindo essas notas.
    • Maior teor de proteína: vários alimentos e bebidas à base de plantas têm um teor de proteína significativamente menor do que seu equivalente derivado de animais. Isso se deve aos desafios de formulação presentes nas proteínas vegetais mencionadas acima. Ao combinar proteínas vegetais e do leite, os fabricantes de alimentos podem aumentar o teor de proteína de seus produtos finais.
    • Melhor perfil nutricional: do ponto de vista nutricional, é importante enfatizar os benefícios de ter uma alimentação variada que inclua alimentos de origem animal e vegetal. Alimentos à base de plantas podem vir com co-passageiros “positivos” como fibras, vitaminas (folato, B12, D) e minerais (por exemplo, ferro, zinco, cálcio). Por sua vez, as proteínas lácteas oferecem alto valor nutricional (proteína de alta qualidade, cálcio, potássio, etc). Faz sentido dizer que a inovação através do design de alimentos híbridos pode, portanto, trazer o melhor dos dois mundos e ser usada como estratégia para melhorar a nutrição de um produto.

Existem muitas opções e estratégias disponíveis para melhorar o perfil de proteína vegetal, tornando-os um candidato adequado para o desenvolvimento de alimentos e bebidas enriquecidos com proteínas. A diferença entre laticínios e proteínas vegetais está diminuindo, trazendo oportunidades infinitas para fabricantes de alimentos e bebidas. É evidente que nos próximos anos mais produtos enriquecidos com proteínas com ingredientes de proteínas vegetais estarão presentes nas prateleiras das lojas.