Produção de géis alimentícios a partir do isolado proteico de soja usando congelamento como tecnologia estruturante

Abstract

Resumo: A crescente demanda por proteínas alternativas é impulsionada pelo aumento populacional e pela maior conscientização do consumidor, que agora considera não apenas a saudabilidade, mas também o bem-estar animal, o impacto ambiental e a sustentabilidade dos produtos. Nesse contexto, os géis proteicos de fonte vegetal são produtos promissores, desenvolvidos para replicar as propriedades sensoriais da carne a partir de proteínas como o Isolado Proteico de Soja (IPS). Este trabalho avaliou a obtenção de produtos análogos à carne utilizando IPS e Alginato de Sódio (AS) e a técnica de estruturação por congelamento. Um Delineamento Fatorial Completo de dois níveis e três fatores com duplicata no ponto central, foi aplicado para avaliar o Teor de sólidos (X1), pH (X2) e a Temperatura de Congelamento (X3) em função das respostas Dureza (Y1) e Coesividade (Y2). Adicionalmente, análises físico químicas caracterizaram os géis formados e suas propriedades de textura e cor foram comparadas às de carnes convencionais. Os resultados revelaram um efeito significativo de todos os fatores em Y1, enquanto para Y2, os efeitos influentes foram Teor de sólidos, pH e as interações Teor de sólidos*pH e pH*Temperatura de Congelamento. Os tratamentos A5 (5% de sólidos; pH 5,0; -5 °C), A2 (13% de sólidos; pH 5,0; -15°C) e A1 (5% de sólidos; pH 5,0; 15 °C) apresentaram dureza similar à do peito de frango, enquanto A3 (5% de sólidos; pH 6,0; -15 °C) e A7 (5% de sólidos; pH 6,0; -5°C) se assemelharam ao contrafilé. Em relação à coesividade, A5 (5% de sólidos; pH 5,0; -5 °C) obteve médias iguais à do contrafilé, enquanto A7 (5% de sólidos; pH 6,0; -5 °C) e A3 (5% de sólidos; pH 6,0; -15 °C) foram similares à do filé de peixe. A elasticidade de todos os tratamentos foi equivalente à do filé de peixe, ao passo que a mastigabilidade de A7 (5% de sólidos; pH 6,0; -5 °C) foi semelhante à do contrafilé bovino. Para a cor, as menores diferenças foram observadas entre os tratamentos A6 (13% de sólidos; pH 5,0; -5 °C) e A5 (5% de sólidos; pH 5,0; -5 °C), em relação ao peito de frango e o filé de peixe, respectivamente. Os géis apresentaram acidez de 0,079 a 0,167 g de ácido láctico/100 g, pH entre 5,54 e 6,54, atividade de água (aw) de 0,992 a 0,996 e umidade variando de 63,35% a 69,84%. Os tratamentos A6 (13% de sólidos, pH 5,0, -5 °C), A8 (13% de sólidos, pH 6,0, -5 °C) e A9 (9% de sólidos, pH 5,5, -10 °C) exibiram estruturas lamelares e grau de texturização superior a 1. As curvas de congelamento indicaram perda de calor vertical pelo material, sugerindo congelamento unidirecional no processo e caracterizando sua anisotropia. Desse modo, o congelamento mostrou-se uma técnica promissora para a obtenção dos produtos sendo recomendado o uso dos parâmetros de 9% de sólidos, pH 5,5 e temperatura de congelamento de -10 °C como melhor tratamento para o estudo

Abstract: The growing demand for alternative proteins is driven by population growth and greater consumer awareness, which now considers not only healthiness but also animal welfare, environmental impact, and product sustainability. In this context, protein gels from plant sources are promising products, developed to replicate the sensory properties of meat using proteins such as Soy Protein Isolate (SPI). This work evaluated the production of meat analogue products using SPI and Sodium Alginate (SA) and the freeze structuring technique. A two level, three-factor Full Factorial Design with a duplicate centre point was applied to evaluate the solid content (X1), pH (X2), and freezing temperature (X3) as a function of the responses Hardness (Y1) and Cohesiveness (Y2). Additionally, physicochemical analyses characterised the gels formed, and their textural and colour properties were compared with those of conventional meats.The results revealed a significant effect of all factors on Y1, while for Y2, the influential effects were solid content, pH, and the interactions solid content*pH and pH*freezing temperature. Treatments A5 (5% solids; pH 5.0; -5 °C), A2 (13% solids; pH 5.0; -15 °C), and A1 (5% solids; pH 5.0; -15 °C) showed hardness similar to that of chicken breast, while A3 (5% solids; pH 6.0; -15 °C) and A7 (5% solids; pH 6.0; -5 °C) resembled sirloin steak. In terms of cohesiveness, A5 (5% solids; pH 5.0; -5 °C) achieved values equal to sirloin, while A7 (5% solids; pH 6.0; -5 °C) and A3 (5% solids; pH 6.0; -15 °C) were similar to fish fillet. The springiness of all treatments was equivalent to fish fillet, whereas the chewiness of A7 (5% solids; pH 6.0; -5 °C) was similar to beef sirloin. For colour, the smallest differences were observed between treatments A6 (13% solids; pH 5.0; -5 °C) and A5 (5% solids; pH 5.0; -5 °C), in relation to chicken breast and fish fillet, respectively. The gels had an acidity of 0.079 to 0.167 g of lactic acid/100 g, pH between 5.54 and 6.54, water activity (aw) of 0.992 to 0.996, and moisture content ranging from 63.35% to 69.84%. Treatments A6 (13% solids, pH 5.0, -5 °C), A8 (13% solids, pH 6.0, -5 °C), and A9 (9% solids, pH 5.5, -10 °C) exhibited lamellar structures and a texturisation degree greater than 1. The freezing curves indicated vertical heat loss by the material, suggesting unidirectional freezing in the process and characterising its anisotropy. Thus, freezing proved to be a promising technique for producing the products, with the use of the parameters 9% solids, pH 5.5, and a freezing temperature of -10 °C being recommended as the best treatment for the study