RG-I e Mw da WSP: por que pectina de laranja (O-WSP) reduz cloud stability em NFC vs. pomelo (P-WSP)?

Estudo Food Chemistry 2025 correlaciona estrutura molecular da pectina solúvel com TSI via Turbiscan Tower – implicações para seleção de cultivares e controle de turbidez.

A pectina solúvel em água (WSP) era reconhecida como o principal colóide responsável pela turbidez em sucos not-from-concentrate (NFC). Porém, o mesmo teor de WSP (mg/mL) gerava índices de estabilidade global (TSI) bastante diferentes entre lotes — mesmo com pH e °Brix controlados. Essa variação sempre intrigou formuladores e laboratórios de controle de qualidade.

A dúvida era recorrente: se a concentração de pectina é semelhante, o que explica o comportamento físico distinto? O estudo publicado por Li et al. em Food Chemistry (2025) finalmente trouxe dados quantitativos que ajudam a entender essa relação, analisando a estrutura molecular da WSP e sua influência direta na cloud stability de sucos NFC de laranja e pomelo.

O que se sabia — e o que não se sabia

Sabia-se que a WSP era o principal responsável pela manutenção da turbidez. Parte dessa pectina forma uma camada protetora nas partículas coloidais, evitando sedimentação. Outra parte permanece dispersa na fase líquida, contribuindo para o espalhamento de luz.
O que não estava claro era o papel das características estruturais da pectina — como a fração RG-I e a massa molar (Mw) — na instabilidade física observada.

Pesquisadores suspeitavam que Mw elevado e maior proporção de RG-I estariam ligados à agregação, mas até então essa hipótese era apenas qualitativa.

ANTES DO ESTUDO (Li et al., 2025)

• WSP = principal colóide (Croak & Corredig, 2006)
• Suspeita: Mw ↑ e RG-I ↑ → maior agregação (hipótese qualitativa)
• Limitação: sem correlação direta Mw/RG-I → TSI

AGORA (com Turbiscan + AFM + SAXS)

• O-WSP: Mw ≈ 400 kDa | RG-I > 30% → TSI ↑ (instável)
• P-WSP: Mw ≈ 250 kDa | RG-I < 20% → TSI ↓ (estável)
• CAC O-WSP < P-WSP → agregação precoce

Os resultados mostraram que a pectina isolada da laranja (O-WSP) possui maior massa molar e maior teor de regiões RG-I, associadas a uma atividade interfacial mais intensa e tendência aumentada à agregação.
Já a pectina do pomelo (P-WSP) apresentou estrutura mais linear e comportamento coloidal mais estável.

Em termos práticos, o suco de laranja — mesmo com mais WSP (0,73 mg/mL) — apresentou maior TSI e perda de turbidez mais rápida do que o suco de pomelo (0,43 mg/mL).
Isso significa que a quantidade total de pectina não é o fator determinante, mas sim a sua arquitetura molecular.

O papel do Turbiscan Tower

O Turbiscan Tower, com tecnologia de Multiple Light Scattering (MLS), foi utilizado neste estudo para gerar curvas de retroespalhamento ao longo de toda a altura das amostras (0–55 mm) e calcular o índice de estabilidade global (TSI).
Essa abordagem permitiu a primeira correlação quantitativa publicada entre RG-I, massa molar da WSP e perda de cloud stability em sucos NFC.

O método tradicional de avaliação visual nunca permitiu esse tipo de correlação. O Turbiscan forneceu dados objetivos sobre o início da floculação e da sedimentação, permitindo prever a instabilidade antes mesmo da formação de separação visível.

Da observação à quantificação

Essa é uma diferença fundamental. Antes, a relação entre pectina e estabilidade era observada de forma empírica: “pectinas mais ramificadas parecem formar redes mais densas”.
Agora, com as análises de retroespalhamento e cálculo do TSI, é possível afirmar de forma mensurável que pectinas com maior RG-I e maior massa molar apresentam maior propensão à instabilidade coloidal.

Essa transição de hipótese qualitativa para dado quantitativo foi possível apenas com a combinação entre Turbiscan, AFM e SAXS, que forneceram uma visão completa: estrutura molecular, comportamento interfacial e evolução temporal da turbidez.

Implicações práticas para P&D e CQ

Os resultados do estudo trazem implicações diretas para quem trabalha com formulação, controle de qualidade e pesquisa em bebidas naturais:

• Seleção de cultivares: sucos de laranja com WSP mais ramificada (O-WSP) tendem a apresentar instabilidade mais rápida, exigindo ajustes de processo ou adição de estabilizantes.
• Controle de qualidade: o uso do TSI permite detectar instabilidade precoce e prever falhas antes do teste de prateleira.
• Desenvolvimento de ingredientes: dados de Mw e RG-I podem orientar fabricantes de pectina sobre o tipo de estrutura mais adequada para cada matriz.
• P&D de bebidas NFC: correlações entre WSP e TSI ajudam a otimizar a formulação, reduzir sedimentação e aumentar a vida útil visual do produto.

No Brasil, a Dafratec representa a Microtrac e oferece o Turbiscan Tower com protocolo validado para sucos NFC (método TSI 24h/40°C).

Conclusão

A estabilidade da turbidez em sucos NFC não depende do teor total de WSP, mas sim da sua fração RG-I e da massa molar.
O estudo de Li et al. (2025) demonstra que:

O-WSP (laranja) → maior Mw, RG-I e atividade interfacial → TSI elevado em 48h
P-WSP (pomelo) → estrutura mais linear e homogênea → cloud stability superior a 30 dias

Com o Turbiscan Tower, laboratórios de P&D e CQ podem quantificar o risco de instabilidade antes do envase, selecionar cultivares e ajustar parâmetros de processo com base em dados objetivos.

FAQ – Pectina, Turbiscan Tower e Cloud Stability em Sucos NFC

1. Por que sucos com o mesmo teor de pectina apresentam estabilidade diferente?

O comportamento coloidal não depende apenas da quantidade total de pectina (mg/mL), mas da estrutura molecular da fração solúvel (WSP). Diferenças em massa molar (Mw) e grau de ramificação (RG-I) alteram as interações interfaciais e a tendência à agregação, impactando diretamente o índice de estabilidade global (TSI).

2. O que o estudo de Li et al. (2025) demonstrou sobre pectinas de laranja e pomelo?

O estudo mostrou que a pectina da laranja (O-WSP) tem maior Mw e maior proporção de regiões RG-I, o que aumenta a atividade interfacial e a propensão à floculação. Já a pectina do pomelo (P-WSP), mais linear e menos ramificada, apresentou comportamento mais estável e menor TSI.

3. Qual é o papel do Turbiscan Tower na análise de estabilidade de sucos NFC?

O Turbiscan Tower mede a estabilidade física de dispersões por retroespalhamento de luz múltipla (MLS), sem diluição da amostra. No estudo, ele permitiu gerar curvas de retroespalhamento em altura total (0–55 mm) e calcular o TSI (Índice de Estabilidade Global), correlacionando dados quantitativos de WSP (RG-I e Mw) com perda de turbidez.

4. Por que o Turbiscan foi fundamental para essa correlação?

Porque antes dele, a relação entre estrutura da pectina e instabilidade física era apenas qualitativa. O Turbiscan permitiu quantificar a floculação e sedimentação em tempo real, tornando possível estabelecer uma correlação direta e mensurável entre Mw/RG-I e TSI, algo inédito até então.

5. O que o índice TSI revela sobre a estabilidade do suco?

O TSI (Turbiscan Stability Index) integra as variações de retroespalhamento ao longo do tempo e da altura da amostra. Quanto maior o TSI, maior a instabilidade física. No estudo, o O-WSP apresentou TSI elevado em 48h, enquanto o P-WSP manteve estabilidade superior a 30 dias.

6. Como os resultados podem ser aplicados na indústria de bebidas?

Os dados permitem selecionar cultivares mais estáveis, ajustar processos de extração e avaliar o impacto de aditivos ou estabilizantes. Laboratórios de P&D e CQ podem usar o método TSI 24h/40°C para prever instabilidade antes do teste de prateleira, otimizando formulações e reduzindo perdas.

7. Qual o papel da Dafratec nesse contexto?

A Dafratec representa a Microtrac no Brasil e oferece o Turbiscan Tower com protocolo validado para sucos NFC. Além da instrumentação, fornece treinamento em cálculo de TSI, suporte técnico para interpretação de curvas MLS e auxílio na correlação entre estrutura da WSP e estabilidade coloidal.

Referência