Resolvendo problemas de umidade em salgadinhos

Alcançar o sabor ou a textura perfeita é apenas o começo – a partir daí, seus clientes esperam uma consistência perfeita, ano após ano.

Neste breve webinar, exploramos as questões que podem causar problemas inesperados em salgadinhos, como os fabricantes podem evitar ser pegos de surpresa e métodos infalíveis para garantir a consistência. Neste webinar, você aprenderá:

• Por que prever a oxidação lipídica pode ser contraintuitivo
• Como a migração de umidade pode causar surpresas desagradáveis
• Como prever com precisão as mudanças na textura
• Formas eficientes de reformular lanches para aumentar o apelo comercial

Apresentadores

Mary Galloway é cientista de aplicações da AQUALAB e coordena o laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento de Alimentos. Ela é coautora de várias publicações sobre a atividade da água e sua influência nas propriedades físicas. Mary utiliza seus anos de experiência para ajudar os clientes a compreender e resolver os problemas relacionados à umidade de seus produtos.

Transcrição do webinar

Mary Galloway, apresentadora: Bom dia. Obrigada por se juntarem a nós. Hoje vamos falar sobre salgadinhos e como controlar a umidade.

Introdução: Os três principais problemas relacionados à umidade em salgadinhos

Vou apresentar as três principais armadilhas dos salgadinhos: ranço (oxidação lipídica), alterações na textura e migração de umidade dentro do produto. Em seguida, vamos discutir como podemos usar essas informações na formulação de produtos e como garantir a consistência dos seus produtos.

Os lanches são um grupo de produtos muito diversificado. Temos batatas fritas, biscoitos salgados, doces, produtos à base de carne e opções saudáveis com valor nutricional. São produtos prontos para consumo, geralmente apresentam um teor de umidade baixo a médio e são embalados de forma a facilitar o consumo. Queremos que os consumidores simplesmente os abram e comam — é isso que os torna um lanche.

Em geral, as marcas de salgadinhos buscam proporcionar uma experiência específica ao consumidor — quando você come uma batata frita ou um biscoito, espera um crocante agradável, e se estiver comendo carne seca, espera uma textura bem diferente.

A maioria das marcas não se preocupa com problemas de mofo, pois seus produtos se encontram em uma faixa de atividade de água mais baixa. A faixa de atividade de água para o mofo é de 0,7, e a maioria dos salgadinhos está abaixo desse valor. Então, como a atividade de água pode ser útil se não estamos falando de mofo?

Bem, a questão é: o que acontece quando surgem problemas?

E se você preparar uma mistura de frutas secas que agora tenha nozes rançosas? Ou uma barra que endureceu ou começou a mofar antes do prazo de validade? Esse assunto tem sido bastante comentado na mídia ultimamente. E que tal um bolo recheado com uma umidade pegajosa e pouco apetitosa dentro da embalagem?

Será que podemos prever esses problemas e descobrir como evitá-los? E será que podemos usar isso para ajudar no desenvolvimento de novas formulações?

As medições da umidade total são fundamentais para resolver problemas

O teor de umidade é essencial para obter a textura certa, e é isso que vai ajudar a proporcionar uma boa experiência ao cliente. Quando eles comem a bolacha, a batata frita ou a carne seca que mencionei anteriormente, é a textura que eles procuram.

É por isso que precisamos saber o teor de umidade. No entanto, o teor de umidade não vai ajudar quando temos problemas relacionados à umidade — o que realmente precisamos é de uma medição da umidade total, que é o teor de umidade relacionado à atividade da água.

A atividade da água é a chave para compreender esses problemas cruciais relacionados à umidade, e não o teor de umidade. Falarei mais sobre isso em outra ocasião.

Então, tenho aqui alguns salgadinhos. Vamos nos concentrar nas três principais questões relacionadas aos salgadinhos que mencionei anteriormente — oxidação lipídica (rancidez), alterações na textura (amolecimento, endurecimento ou ambos) e migração de umidade em produtos com vários componentes.

Tema nº 1 – Oxidação lipídica

Portanto, no que diz respeito à oxidação lipídica, os alimentos que apresentam esse problema são aqueles com alto teor de gordura. Geralmente, estamos falando de batatas fritas, nozes, frituras, queijo, sementes e coisas do gênero. Mas não se trata apenas do alto teor de gordura; há também outro fator: o baixo teor de umidade e a baixa atividade da água.

Deixe-me explicar por que isso é um problema.

Este é um diagrama de estabilidade. O que é realmente útil e interessante aqui é a curva de oxidação lipídica. Ela mostra a atividade da água no eixo x, que aumenta da esquerda para a direita. Já o teor de umidade e a taxa de reação relativa estão no eixo y.

Se acompanharmos a trajetória da oxidação lipídica, veremos que ela começa em níveis muito altos quando a atividade da água é baixa e, em seguida, diminui. A velocidade de reação vai, de fato, diminuindo até atingirmos cerca de 0,325. Depois disso, ela volta a aumentar à medida que a atividade da água cresce. Portanto, ao analisarmos isso, tenham em mente aqueles lanches com alto teor de gordura que mencionei.

Tomemos como exemplo uma batata frita — a atividade da água de uma batata frita situa-se entre 0,1 e 0,2. Se observarmos esse intervalo no gráfico aqui, veremos que a taxa de oxidação lipídica é muito elevada nesta zona. Mas também notamos que ela se estabiliza e fica em seu nível mais baixo entre 0,3 e 0,5 de atividade de água. Isso significa que, se conseguirmos elevar a atividade de água para 0,3–0,5, reduziremos o risco de oxidação lipídica para a taxa mais baixa possível.

A razão para isso é que, na região de menor atividade da água, à esquerda, as moléculas de gordura ficam expostas ao ar, de modo que é o ar que provoca a oxidação nesse ponto. Então, atingimos a menor taxa de oxidação lipídica: a água, na verdade, envolve a molécula de gordura e a protege. À medida que aumentamos a atividade da água novamente, o oxigênio presente na própria água se torna um reagente e começa a oxidar a gordura. Portanto, se você conseguir elevar a atividade da água do seu produto para entre 0,3 e 0,5, não terá mais problemas com a oxidação do líquido.

O verdadeiro problema aqui é que você perde a crocância nessa área — mas, no caso desses produtos, é exatamente isso que o consumidor quer, certo? Eles querem aquela batida agradável de uma batata frita. Então, como superamos isso? Equilibrando a textura com o risco de ranço.

Então, o oxigênio é nosso inimigo, sinceramente. É isso que vai causar o ranço. O que podemos fazer para reduzi-lo? Bem, use um absorvedor de oxigênio — e você verá isso em alguns desses produtos. Ou você pode introduzir uma injeção de nitrogênio ou outro gás, que vai deslocar o oxigênio de lá. Basicamente, se você reduzir o oxigênio na embalagem, não haverá tanto oxigênio para reagir com a gordura e causar o ranço.

Outro ponto importante é escolher a embalagem certa. Este diagrama explica a taxa de transmissão de vapor de água, ou seja, a quantidade de água que penetra na embalagem. É importante garantir que você utilize o tipo certo de embalagem. Portanto, quanto menor for a taxa de transmissão de vapor, melhor — isso significa que a embalagem é mais impermeável à umidade do ar.

Outro aspecto que você precisa levar em conta é a OTR, a taxa de transmissão de oxigênio. É importante que esse valor também seja baixo, pois, mesmo que sua embalagem tenha uma excelente taxa de transmissão de vapor de água, mas apresente uma OTR elevada, você ainda estará permitindo a entrada de muito oxigênio, o que causará ranço.

Outro aspecto a considerar é que a luz tem um efeito enorme na reação de oxidação. Se você conseguir minimizar a exposição à luz dentro da embalagem, estará em uma situação muito melhor. Portanto, nada de embalagens transparentes nem com janelinhas. Mesmo que a embalagem seja incrível em todos os aspectos, basta adicionar uma pequena janelinha para ver o produto para que isso se torne um verdadeiro ponto fraco.

Número 2 – Mudanças na textura

Esses produtos são um pouco diferentes, pois não estamos falando de alimentos com alto teor de gordura. Entre eles estão chips de vegetais, frutas secas, biscoitos, bolachas, barras, alguns doces, gomas, talvez alcaçuz, e alguns ingredientes funcionais. Esses produtos apresentam um teor de umidade baixo a médio, assim como a atividade de água.

O que pode causar a perda de textura desses produtos? Estamos analisando aqui um diagrama da atmosfera e como a embalagem impede a penetração da umidade. Esse é o seu maior inimigo: o ambiente ao redor do produto, ou seja, as condições externas.

Se você tiver embalagens revestidas com papel encerado ou algo semelhante, elas não terão uma taxa de transmissão de vapor de água muito boa — ela será muito alta, e grande quantidade de água e vapor poderá entrar ou sair do seu produto.

Porque a umidade pode, na verdade, agir nos dois sentidos. Já tivemos clientes que, digamos, fabricam uma barra que endurece com o tempo e tentam entender como isso pode acontecer. Isso ocorre porque a embalagem não está realmente protegendo o produto das condições externas.

Se a umidade atmosférica externa for mais elevada, a umidade pode penetrar na embalagem e aumentar os níveis de umidade no interior do produto — mas o contrário também pode ocorrer. Se o seu produto tiver um teor de umidade superior ao da atmosfera, o processo ocorre na direção oposta, de modo que você pode perder umidade através da embalagem.

Outro aspecto a ser considerado são as condições de armazenamento. A temperatura e a umidade relativa também influenciam nesse sentido. Se as condições de armazenamento forem de alta temperatura ou alta umidade, por exemplo, dentro de um caminhão, isso afetará o teor de umidade e a atividade da água do produto, dependendo do nível de isolamento proporcionado pela embalagem.

Geralmente, em 99% dos casos, um aumento da temperatura eleva a atividade da água. Se você fabrica um produto com o qual está muito satisfeito — boa atividade da água, boa textura, tudo maravilhoso, mas a embalagem não é tão boa assim —, ao colocá-lo em um local com temperatura elevada, a atividade da água aumenta. E se ela aumentar a ponto de tornar o produto indesejável, então você terá um problema.

Então, quero dar um exemplo rápido de alguns chips de couve que testamos no passado. Esta é uma isoterma. Vou fazer uma pequena observação: mostrei um pouco disso no slide sobre estabilidade. Se você não está familiarizado com isotermas, eu falo bastante sobre elas. Temos ótimos recursos em nosso site sobre isotermas, como elas são úteis e o que você pode fazer com elas. Recomendo que você acesse o site e procure por isso. Você encontrará informações realmente muito boas.

Voltando a esta isoterma: pegamos em chips de couve e colocamos uma amostra no nosso instrumento, expondo-a a ar úmido para a adsorção. Em seguida, monitoramos o peso e, depois, secamos a amostra. Isso nos mostra como o produto reage na presença de umidade ou em condições de secagem. Podemos tirar muitas conclusões disso, especialmente quando se trata de textura.

Tenho aqui um pequeno círculo que diz RHc, o que significa atividade hídrica crítica ou umidade relativa. Como estamos falando do ar, o valor é de 0,57, o que significa que, para os chips de couve, esse ponto marca uma mudança na textura. É nesse ponto que os chips de couve começam a amolecer. E não é isso que o fabricante quer; ele quer que fiquem bem crocantes.

Isso nos mostra que, se mantivermos os chips com atividade de água abaixo de 0,57, conservaremos a textura crocante que buscamos e ainda assim permaneceremos abaixo do limite de 0,7 de atividade de água, que é o ponto a partir do qual surge o mofo.

Edição nº 3 – Migração de umidade

Muito bem, migração de umidade. Isso difere um pouco das alterações de textura causadas por fatores externos que penetram no produto. Aqui, estamos falando da migração de umidade entre dois ou mais componentes.

Os produtos afetados por esse problema são itens como biscoitos recheados, bolos, barras com recheios ou biscoitos com recheios. Ou seja, frutas, nozes, chocolate e misturas de frutas e nozes. Já conversei com fabricantes que contaram que, quando combinam frutas ou nozes, acabam enfrentando alguns problemas e não entendem o motivo.

Por que a umidade se move? Isso não tem nada a ver com o teor de umidade. Tem a ver com física e níveis de energia. E, quando falamos disso, estamos falando da atividade da água.

Então, neste gráfico, temos os mirtilos aqui à esquerda com uma atividade de água de 0,66, e vamos adicioná-los a estas amêndoas à direita, que têm uma atividade de água de 0,43. O que vai acontecer? Bem, quando você junta esses ingredientes, a umidade vai se deslocar porque os níveis de atividade de água não são compatíveis. Nesse caso, a água vai passar dos mirtilos para as amêndoas.

Então, como você lida com isso? Você precisa misturar esses ingredientes, precisa criar seu produto; então, como você controla a migração de umidade? Este gráfico mostra um exemplo: você pode, de fato, prever qual será a atividade de água final após a mistura. Você pode prever o nível final de atividade de água que os mirtilos e as amêndoas, juntos, atingirão — e se haverá problemas.

Aqui está outro exemplo que tenho de uma barra de prensagem a frio super simples. Temos pasta de tâmaras como base azul aqui. Depois, adicionamos algumas castanhas de caju – elas são bem achatadas e densas, por isso não absorvem a umidade muito bem. E também temos coco, que decidimos incluir na mistura.

Estas são as isotermas de cada um desses componentes. Este gráfico foi gerado por um programa que temos aqui na AQUALAB. Prevê-se que a atividade da água, quando todos esses componentes forem combinados, fique nesta linha azul aqui. Esse é um ponto de calibração. E a isoterma combinada entre esses dois produtos está aqui, em roxo. Ela indica que, quando misturarmos todos esses componentes, a atividade da água será de 0,63.

Agora vamos analisar: está tudo bem? Bem, as castanhas de caju vão ser as mais afetadas por isso, ou seja, vão ficar mais úmidas. Mas talvez isso não seja problema, talvez a textura ainda esteja boa, certo? Talvez, nessa barra, isso seja aceitável.

Portanto, para reiterar: você escolhe os ingredientes, calcula a atividade de água final e, em seguida, avalia cada um desses componentes. Nesse caso, talvez esteja tudo certo e possamos seguir em frente. E, se não estiver tudo certo, você pode fazer ajustes, mas pode fazer isso antes mesmo de misturar qualquer coisa.

Outra maneira de fazer isso é abordar a questão sob um ângulo diferente. Escolha uma atividade hídrica comum e, em seguida, ajuste a atividade hídrica de cada um dos seus componentes para que correspondam a ela.

Então, eu uso bastante esse exemplo – trata-se de um bolinho recheado e coberto com glacê. Ele tem três componentes diferentes, e todos apresentam texturas completamente distintas. Isso significa que eles têm três teores de umidade muito diferentes. Aqui estão as isotermas. Vocês verão aqui que o glacê está em azul; obviamente, há muito açúcar no glacê, e ele tende a ser muito plano. Temos muita gordura no recheio de creme; aqui está a isoterma para isso. E, então, temos o bolo em verde.

Nesse caso, decidimos que a atividade da água deve ser de 0,7. Com esse valor, todos esses elementos terão a textura ideal. O bolo não ficará nem muito duro nem muito mole. O recheio de creme ficará bem cremoso, e a cobertura cumprirá bem sua função de proteger o bolo, atuando como barreira contra a umidade.

Mas observe que todos mantêm a mesma atividade da água, embora tenham teores de umidade muito diferentes. Assim, neste caso, o bolo tem 20% de teor de umidade, o recheio de creme tem cerca de 15% e a cobertura tem cerca de 5%.

Então, essa é outra maneira de resolvermos isso: escolher uma atividade aquática específica em que gostemos de todos os seus componentes individuais e, em seguida, juntá-los todos. Como se trata da mesma atividade aquática, não haverá movimentação de umidade.

Tudo bem, e se esses métodos não estiverem disponíveis para controlar a migração da umidade? Bem, você pode retardar o processo de difusão, mas, eventualmente, essa umidade vai se deslocar. Talvez você consiga retardá-la o suficiente para que o produto mantenha sua vida útil pelo período que você deseja. Como eu disse, isso ainda vai acontecer, mas talvez você consiga retardar o processo de modo a ainda atingir a vida útil desejada.

Outra ideia é criar uma barreira física contra a umidade. Veja o chocolate, por exemplo. Se você já comeu um sorvete em casquinha pré-embalado, deve ter notado que o interior da casquinha é revestido com chocolate, e essa camada funciona como uma barreira contra a umidade entre o sorvete e a própria casquinha.

Se não for possível fazer nenhuma das opções acima, você pode optar por embalagens separadas. Pense em queijo e biscoitos salgados — mesmo aqueles que não precisam de refrigeração. O biscoito precisa estar crocante, o queijo precisa estar macio, e às vezes simplesmente não dá para conseguir isso. Mas você pode simplesmente separá-los completamente em suas respectivas embalagens.

Utilização da umidade total para facilitar a formulação do produto

Muito bem, como podemos usar essas informações na formulação? Digamos que tenhamos produtos que sabemos estar sujeitos a problemas de oxidação lipídica, alteração de textura ou perda de umidade. Assim, sabemos qual é o nosso maior inimigo e podemos estar atentos a esses fatores para evitá-los.

Como fazemos isso? Digamos que queiramos criar uma nova variedade ou um novo sabor de algo. Você pode usar essas informações anteriores e aplicá-las à sua nova variedade.

Ou digamos que você esteja interessado em reformular uma fórmula com rótulo limpo, para que não tenha conservantes, ou talvez esteja reduzindo o açúcar ou algo do tipo. Como levamos isso em consideração? Bem, agora sabemos como as mudanças nos ingredientes afetam o produto final, então podemos caracterizar novas formulações.

Aqui está um gráfico rápido que tenho aqui com a atividade da água e o teor de umidade, como temos visto nas isotermas. Temos duas formulações diferentes. Podem ser duas barras diferentes ou um revestimento em uma goma, para que não tenhamos a sinérese que às vezes ocorre com as gomas, quando elas ficam pegajosas por fora. Por isso, estamos testando novos revestimentos. Bem, você poderia aplicar isotermas a eles e, então, comparar como a umidade interage entre eles.

Você também pode relacionar a degradação dos ingredientes funcionais à atividade da água, o que é realmente fantástico, pois assim é possível reunir todas essas informações essenciais — como teor de umidade, atividade da água e potência do ingrediente funcional (seja vitamina C, uma proteína ou qualquer outro) —, combiná-las e apresentá-las em um único gráfico, todas correlacionadas, para que você possa criar a formulação ideal.

Tudo bem. Essas informações são ótimas: nos explicam o que estamos enfrentando, apontam onde estão as armadilhas e ajudam a planejar como vamos lidar com elas.

Utilização da umidade total para garantir a consistência do produto

Como conseguir resultados de forma consistente? Agora você sabe onde quer chegar, mas como vai chegar lá? O que precisamos fazer é produzir com consistência.

Neste gráfico, no centro, tenho este adorável carinha sorridente. É aí que queremos que nossos clientes estejam, certo? Queremos que eles tenham fidelidade à marca porque temos mantido a consistência. Quando receberem sua encomenda, eles saberão que é exatamente o que esperavam, sem surpresas desagradáveis, sem mofo, nozes rançosas ou qualquer coisa do tipo. Se conseguirmos isso, o consumidor ficará inclinado a experimentar os novos produtos que lançarmos, certo? Eles tiveram boas experiências com os produtos A e B, então, quando lançarmos os produtos C e D, eles pensam: “Ah, gostei muito dos outros, estou disposto a experimentar este novo e ver se gosto dele também.”

Infelizmente, isso também pode acontecer ao contrário. As experiências negativas também afetarão as percepções futuras. Digamos que tivéssemos um produto de que eles gostaram, mas depois a barra começou a mofar e eles tiveram que jogar fora uma caixa inteira. Isso vai deixá-los muito hesitantes em comprar seu produto no futuro ou experimentar quaisquer mudanças que você queira introduzir. Portanto, você precisa estar ciente de ambos os aspectos – é preciso se concentrar em produzir consistência.

Então, aqui está um pequeno gráfico. Esta é uma isoterma de exemplo – vamos continuar com o exemplo da barra. Temos aqui, em vermelho, a atividade da água alvo que estamos buscando. Ele também mostra um determinado teor de umidade que desejamos, que proporciona a textura certa. Se conseguirmos manter essa zona aqui, atingiremos o ponto ideal. O melhor de atingir o ponto ideal é que isso vai proporcionar ao consumidor exatamente o que ele deseja, sempre.

Isso vai minimizar alguns aspectos negativos e aumentar os positivos. Digamos que estejamos nesta zona aqui, onde estamos reduzindo a atividade da água e diminuindo o teor de umidade; aqui, perdemos qualidade. Não é isso que o consumidor quer. Quando vamos muito alto, perdemos segurança. Queremos criar uma margem de segurança. Se temos um produto que ficará em uma área de alta temperatura, sabemos que isso aumentará sua atividade de água, e isso pode alterar a textura ou criar condições propícias ao mofo. Então, nesta área aqui, com um teor de umidade mais baixo, estamos perdendo rendimento e receita. Você está secando demais o seu produto; ele não está na zona ideal.

Geralmente, esses produtos são vendidos por peso, então você sabe que isso vai prejudicar os negócios. Portanto, se você conseguir acertar nesse ponto ideal aqui, isso vai ajudar de todas as formas possíveis, tanto para o negócio quanto para o produto.

Conclusões

Como você pode utilizar a umidade total? A umidade total refere-se ao teor de umidade e à atividade da água. Ambos precisam ser monitorados, pois é importante garantir a manutenção da textura adequada. Além disso, é preciso garantir que a atividade da água esteja correta para evitar problemas inesperados, como migração de umidade, alteração da textura ou outras questões que já discutimos.

Assim, você pode usar essa medição para definir os detalhes do processo e dizer: “Ok, esse é o ponto ideal que eu quero, é isso que vamos fazer”, e depois monitorar o processo. Você pode saber se haverá mudanças na sua produção. Digamos que seu forno esteja funcionando com temperatura excessiva – você perceberá isso se estiver monitorando o teor de umidade e a atividade da água, e poderá fazer um ajuste. Você pode fazer isso antes que chegue ao final da linha, no teste final de controle de qualidade, onde você descobriria: “Ah, erramos aqui”. Você pode fazer esses ajustes na produção logo no início. Assim, você sabe que, se estiver sempre atingindo essas especificações, terá um produto confiável, sem surpresas. Você já fez toda a pré-formulação. Está usando todas as informações disponíveis.

Pontos-chave em resumo

Então, aqui estão alguns dos pontos principais que gostaria de destacar.

1. No que diz respeito à oxidação lipídica, é preciso lembrar que é necessário equilibrar a textura e o nível de oxidação. Talvez seja necessário ser um pouco mais criativo e pensar de forma um pouco diferente sobre como lidar com isso.
2. Você quer ser capaz de controlar a umidade dentro de um produto. É preciso saber qual é a atividade da água e como ela vai se comportar.
3. Você pode criar fórmulas com dados essenciais, reunir todas as informações sobre umidade de cada um dos seus componentes e até mesmo prever a degradação dos seus aditivos nutricionais.
4. Você pode usar as medições da umidade total após a formulação para determinar todos esses outros fatores que o ajudarão a produzir um lote consistente todas as vezes.

Bem, isso é tudo para a minha apresentação de hoje. Obrigado pela presença!

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