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Uma equipe de pesquisa transformou proteínas vegetais de secas e adstringentes em suculentas e gordurosas, criando microgéis que retêm água, melhorando a textura e a sensação na boca sem adicionar quaisquer produtos químicos. As descobertas têm o potencial de aumentar o interesse dos consumidores pelas proteínas vegetais e contribuir para o cumprimento das metas globais em matéria de alterações climáticas, reduzindo a dependência de produtos de origem animal.
Uma das barreiras mais significativas à adoção de alternativas à base de carne vegetal é a sua textura frequentemente seca e adstringente no momento do consumo.
Uma equipe de cientistas, liderada pela professora Anwesha Sarkar, da Universidade de Leeds, é pioneira em uma transformação na textura das proteínas vegetais. Eles estão trabalhando para mudar a percepção das proteínas vegetais de pegajosas e secas para uma sensação suculenta e rica, semelhante à gordura.
E a única substância que acrescentam às proteínas vegetais é a água.
Microgéis de proteína vegetal
Para provocar essa mudança, os cientistas criaram microgéis de proteínas vegetais, por meio de um processo denominado microgeleção.
As proteínas vegetais – que começam secas e com textura áspera – são colocadas em água e submetidas ao aquecimento. Isso altera a estrutura das moléculas de proteína que se unem para formar uma rede ou gel interconectado que retém água ao redor das proteínas vegetais.
O gel é então homogeneizado, o que quebra a rede proteica em um microgel composto por minúsculas partículas que não podem ser vistas a olho nu. Sob pressão, como seriam quando são comidos, os microgéis liberam água, criando uma lubricidade semelhante à de um creme simples.
A análise utilizando um microscópio de força atômica revelou que os microgéis de proteína vegetal não estavam aglomerados e foram hidratados com água. Crédito: Ben Kew, Universidade de Leeds
O professor Sarkar disse: “O que fizemos foi converter a proteína vegetal seca em uma proteína hidratada, usando a proteína vegetal para formar uma teia semelhante a uma aranha que retém a água ao redor da proteína vegetal. Isso proporciona a hidratação necessária e a sensação suculenta na boca. Microgéis de proteína à base de plantas podem ser criados sem a necessidade de adição de produtos químicos ou agentes, usando uma técnica amplamente disponível e atualmente usada na indústria alimentícia. O ingrediente principal é a água.”
Revitalizando o interesse do consumidor
A equipe de pesquisa, que publicou suas descobertas na revista científica Comunicações da Naturezadizem que a secura das proteínas vegetais tem sido um “…principal gargalo para a aceitabilidade do consumidor”.
Com esta descoberta, a equipa de investigação espera que o interesse dos consumidores pelas proteínas vegetais seja revitalizado, encorajando as pessoas a reduzir a sua dependência de produtos de origem animal para a ingestão de proteínas, um passo necessário para que as metas globais em matéria de alterações climáticas sejam cumpridas.
Mais de metade dos 18 mil milhões de toneladas de equivalentes de dióxido de carbono produzidos todos os anos a partir da produção de alimentos provêm da criação e processamento de produtos animais.
Os investigadores afirmam que os microgéis de proteína “…oferecem uma plataforma única para conceber a próxima geração de alimentos saudáveis, saborosos e sustentáveis”.
Momento Eureca
Ao longo da investigação, a equipe modelou matematicamente o comportamento dos microgéis de proteínas vegetais e estava confiante de que sua abordagem funcionaria.
Mas a prova veio em visualizações produzidas no conjunto de microscopia de força atômica da Faculdade de Engenharia e Ciências Físicas de Leeds. A microscopia de força atômica envolve uma pequena sonda que examina a superfície de uma molécula para obter uma imagem de sua forma.
O que essas imagens revelaram foi uma prova de conceito.
As proteínas vegetais começam como grumosas e pouco hidratadas. Água é adicionada e eles são aquecidos. As proteínas mudam de forma e retêm água ao seu redor, criando um gel. Esse gel é dividido em um microgel de proteína vegetal, com partículas de proteína vegetal rodeadas por água. Crédito: Ben Kew, Universidade de Leeds
O professor Sarkar acrescentou: “Ver as imagens do microscópio de força atômica foi um momento muito emocionante para nós. As visualizações revelaram que os microgéis de proteína eram praticamente esféricos e não se agregavam ou se aglomeravam. Pudemos ver microgéis de proteínas vegetais espaçados individualmente.
“Nossos estudos teóricos disseram que isso é o que aconteceria, mas não há nada como ver isso de verdade.”
Mel Holmes, professor associado da Escola de Ciência Alimentar e Nutrição de Leeds e um dos autores do artigo, disse: “Este estudo revela a engenhosidade e a profundidade da ciência envolvida na tecnologia alimentar moderna, desde a química das proteínas, a a maneira como o alimento é sentido na boca até a compreensão da tribologia – o atrito entre os materiais e as células sensoriais na boca.”
“Enfrentar as grandes questões da ciência alimentar requer ciência interdisciplinar.”
Spin-offs mais amplos de microgéis de proteína vegetal
Dada a lubrificação dos microgéis, semelhante à de um único creme, significa que eles poderiam ser adaptados para outros usos na indústria de processamento de alimentos, como a substituição da gordura removida de um alimento para desenvolver opções mais saudáveis.
Ben Kew, estudante de doutorado na Escola de Ciência Alimentar e Nutrição de Leeds e pesquisador principal do projeto, disse: “Esta é uma descoberta notável. É impressionante que, sem adicionar uma gota de gordura, os microgéis se assemelham à lubricidade de uma emulsão de 20% de gordura, que somos os primeiros a relatar.”
“Nossos dados experimentais apoiados por análises teóricas também significam que poderíamos começar a usar esses microgéis de proteína vegetal em alimentos onde a gordura precisa ser removida para reformular em opções alimentares de proteína vegetal mais saudáveis da próxima geração.”
Referência: “Transformando proteínas vegetais sustentáveis em microgéis lubrificantes de alto desempenho” por Ben Kew, Melvin Holmes, Evangelos Liamas, Rammile Ettelaie, Simon D. Connell, Daniele Dini e Anwesha Sarkar, 7 de agosto de 2023, Comunicações da Natureza.
DOI: 10.1038/s41467-023-40414-7
O estudo foi financiado pelo HORIZON EUROPE, pelo Conselho Europeu de Pesquisa e pela Pesquisa e Inovação do Reino Unido.