Oleogéis: Como a Sonicação Melhora as Formulações de Oleogel
Os oleogéis são materiais versáteis com aplicações numa vasta gama de indústrias, oferecendo benefícios únicos em termos de textura, estabilidade e funcionalidade. A utilização de sonicadores do tipo sonda melhora significativamente a síntese e o desempenho dos oleogéis, tornando-os mais adequados para várias aplicações industriais.
O que são Oleogéis?
Os oleogéis são sistemas semi-sólidos compostos por uma fase oleosa imobilizada numa rede tridimensional de agentes estruturantes, tais como oleogeladores ou agentes gelificantes. Estes agentes estruturantes ajudam a criar uma consistência semelhante a um gel nos óleos, resultando num produto estável, espalhável e frequentemente transparente ou translúcido. Os oleogéis encontram aplicações em várias indústrias, incluindo a alimentar, cosmética, farmacêutica e de lubrificantes industriais, oferecendo benefícios como a melhoria da textura em produtos alimentares, a hidratação em artigos de cuidados da pele, a administração controlada de medicamentos em produtos farmacêuticos e propriedades de lubrificação melhoradas em formulações industriais e cosméticas.
Quando os oleogéis são produzidos utilizando poderosas ondas de ultra-sons, um processo conhecido como sonicação, a síntese destes géis à base de óleo é melhorada. Leia abaixo como os efeitos da sonicação facilitam a formação de oleogéis!

Sonicator UP400ST para a preparação de oleogéis.
Mistura ultra-sónica de Oleogéis
Ultrasonication pode melhorar a síntese de oleogéis, melhorando a dispersão e distribuição dos agentes estruturantes dentro da fase de óleo. Quando ondas de ultrassom de alta intensidade são aplicadas à mistura de óleo contendo os oleogeladores, elas promovem a mistura uniforme e a dispersão dos agentes estruturantes, levando a uma rede de gel mais homogénea. Além disso, a sonicação pode facilitar a formação de partículas mais pequenas e mais uniformes, resultando numa textura mais fina e numa melhor estabilidade do oleogel. Os efeitos de cavitação gerados pelos ultra-sons podem romper agregados maiores e promover a formação de estruturas mais pequenas e mais uniformemente dispersas na matriz do gel.
Dispersão direta ultra-sônica para síntese de oleogel
Oleogel com modelo de dispersão: Para o método de dispersão direta, a sonicação é utilizada para dispersar o oleogelador diretamente no óleo líquido a temperaturas que ultrapassam o seu ponto de fusão, seguida de uma fase de arrefecimento em que a rede de gelificação solidifica, encapsulando o óleo numa estrutura sólida, dando assim origem ao oleogel. Empregando esta abordagem de dispersão ultra-sónica direta, o processo de gelificação pode gerar duas arquitecturas de rede distintas, dependendo da natureza do estruturante utilizado: conformações de cristalitos ou redes auto-montadas.
Emulsão ultra-sônica para síntese de oleogel
Oleogel em emulsão: Emulsão ultra-sônica usando sonicação tipo sonda oferece várias vantagens para a síntese de oleogel, principalmente fornecendo mistura eficiente e consistente em micron- e nano-nível. As ondas ultra-sónicas de alta intensidade criam forças de cisalhamento sonomecânicas intensas e cavitação acústica, que quebram o óleo e o gelador na fase aquosa em gotículas de tamanho uniforme. Isto leva a uma emulsão mais estável e homogénea, o que é importante para a formação de oleogéis com textura desejável e propriedades estruturais. Além disso, o efeito de aquecimento localizado de sonicação pode aumentar a dissolução e interação de gelators dentro da fase de óleo, melhorando o processo de gelificação. Consequentemente, a emulsão ultra-sónica facilita a produção de oleogéis com estabilidade, consistência e desempenho superiores em várias aplicações, incluindo alimentos, produtos farmacêuticos e cosméticos.
Homogeneização ultra-sônica de emulsões de água-em-oleogel-em-água
As emulsões Água-em-Oleogel-em-Água (W/O/W) oferecem funcionalidades excepcionais que as tornam ideais para aplicações alimentares. Por exemplo, descobriu-se que as emulsões de água-em-oleogel-em-água são um excelente transportador para fornecer probióticos e salvaguardar os aromas dos alimentos. A emulsificação ultra-sónica mistura eficientemente fases aquosas e oleosas em emulsões duplas, ou seja, emulsões W/O/W. Incorporando gotículas aquosas dentro dos glóbulos de óleo de produtos gordurosos diminui o seu teor de gordura. A gelificação da fase oleosa em emulsões W/O/W confere integridade estrutural e atenua eventos de desestabilização como a coalescência de gotículas de água na fase oleosa.
A sonicação pode ajudar na formulação de emulsões Água-em-Oleogel-em-Água (W/O/W), facilitando a dispersão e homogeneização dos componentes da emulsão. A sonicação de alta intensidade e baixa frequência (a frequências de aproximadamente 20-26kHz) pode decompor gotículas maiores em gotículas mais pequenas e uniformes, promovendo a formação de emulsões estáveis. Além disso, a sonicação pode aumentar a incorporação de gotículas aquosas na fase oleosa e melhorar a dispersão do oleogelador na fase oleosa, conduzindo a uma gelificação mais eficiente e a uma maior estabilidade da emulsão. Além disso, a sonicação pode ajudar a controlar a distribuição do tamanho das gotículas da emulsão, resultando em emulsões com propriedades desejáveis, tais como textura melhorada, sensação na boca e atributos sensoriais.

Esquema que representa os diferentes tipos de sistemas de emulsão à base de oleogel.
Estudo e imagem: ©Pinto et al., 2021
Cientificamente comprovado: A Eficácia da Dispersão Ultrassónica de Oleogéis
Noonim et al. (2022) investigaram o efeito da sonicação utilizando o sonicador Hielscher UP200St nas propriedades físicas, térmicas e estruturais e a estabilidade de armazenamento de oleogéis à base de óleo de palma preparados utilizando diferentes concentrações de cera de carnaúba (5% ou 10%) foram investigados e comparados com oleogéis preparados com um homogeneizador (2000 rpm durante 10 min). A sonicação permitiu preparar oleogéis com maior concentração de cera de carnaúba (10%) e melhorou efetivamente as propriedades e a estabilidade do oleogel à base de óleo de palma (p < 0.05).
Oleogel para aplicações alimentares
Protocolo para um Oleogel produzido para uma maionese vegana
Creme culinário vegan à base de Oleogel
(cf. Szymanska et al., 2024)
Ingredientes:
- óleo de colza
- óleo de palma
- óleo de linhaça
- cera de candelilha
- bebida de soja
Os oleogéis (100 g) foram preparados da seguinte forma: Em primeiro lugar, 3-7% de cera de candelilha (w/w) foi dispersa numa mistura de óleos refinados de colza e de linhaça (1:1 w/w) por aquecimento durante 10 min a 80 ± 1 °C num banho de água e, em seguida, sonicação durante 10 s (26 kHz, 72 W, 100% de impulso, 100% de amplitude) utilizando o homogeneizador de ultra-sons UP200St (Hielscher Ultrasonics), equipado com o sonotrodo de titânio S26d7. A mistura clara e homogénea foi arrefecida estaticamente num armário termostático durante 24 h a 20 ± 1 °C, até se formar a estrutura adequada. Os oleogéis foram obtidos em três repetições.
Se estiver interessado na emulsificação ultra-sónica da maionese, encontrará aqui a receita, o vídeo e informações detalhadas!
Preparação de emulsões do tipo creme utilizando o Oleogel ultrassónico
Emulsões de tipo creme O/W (30/70 w/w) (100 g) foram preparadas de acordo com o procedimento da nossa investigação preliminar [38] com ligeiras modificações. Tanto uma fase aquosa (bebida de soja contendo 2,6% w/w de proteína) como uma fase lipídica (óleo de palma ou oleogel) foram pré-aquecidas até 55 °C e imediatamente homogeneizadas utilizando o homogeneizador de ultra-sons UP200St (Hielscher Ultrasonics) com uma frequência de 26 kHz. Foram utilizados os seguintes parâmetros: 100% de pulso, 80% de amplitude, 15 mm de imersão do sonotrodo na parte central do béquer (200 mL de capacidade). O tempo de homogeneização de 2,5 min (τ) foi determinado com base nos resultados de ensaios tecnológicos e testes preliminares, levando em consideração o aumento da temperatura das amostras (para τ = 2,5 min: densidade de energia: 69,1 ± 0,4 J∙g-1, temperatura máxima: 61,0 ± 0,3 °C). O benzoato de sódio de 0,15% (w/w) foi adicionado à fase aquosa como um agente antibacteriano.

Oleogeladores mais utilizados para oleogéis de qualidade alimentar.
Esquema: ©Perta-Crisan et al., 2023.
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Sonicator UIP2000hdT para a produção industrial de oleogéis.
Literatura / Referências
- Szymanska, I.; Zbikowska, A.; Onacik-Gür, S. (2024): New Insight into Food-Grade Emulsions: Candelilla Wax-Based Oleogels as an Internal Phase of Novel Vegan Creams. Foods 2024, 13, 729.
- Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
- H. Pehlivanoglu, A. Akcicek, A.M. Can, S. Karasu, M. Demirci, M.T. Yilmaz (2021): Effect of oil type and concentration on solid fat contents and rheological properties of watery oleogels. La Rivista Italiana Delle Sostanze Grasse No 3, 2021.
- Pinto, Tiago; Martins, Artur; Pastrana, Lorenzo; Pereira, Maria; Cerqueira, Miguel (2021): Oleogel-Based Systems for the Delivery of Bioactive Compounds in Foods. Gels 7(3), 2021.
- Perta-Crisan, S.; Ursachi, C.-S, .; Chereji, B.-D.; Tolan, I.; Munteanu, F.-D. (2023): Food-Grade Oleogels: Trends in Analysis, Characterization, and Applicability. Gels 9, 386; 2023.
Fatos, vale a pena conhecer
O que são Oleogéis? – Uma definição de Oleogéis
Os géis representam um tipo de coloide que consiste numa rede tridimensional semelhante a um sólido, na qual uma fase líquida está aprisionada.
As formulações em gel podem ser divididas em duas classes principais, de acordo com o solvente utilizado para a sua produção; os hidrogéis referem-se ao caso em que a fase líquida é a água, e os organogéis (ou oleogéis) quando o líquido disperso é um solvente orgânico e é estruturado por um organogelador.
Os organogéis são formulações semi-rígidas consideradas sistemas bicontínuos, constituídos por duas fases: o gelificante e o solvente orgânico. O gelificante, quando utilizado na formulação de organogéis em concentrações de <15%, may experience physical and chemical transformations that create self-assembled structures; these structures entangle with each other, forming a three-dimensional network. The organic solvent is retained and immobilized within the spaces of the gelator network. If the used solvent is a liquid oil, then the term oleogel is also appropriate for these formulations. Therefore, oleogels allow properties to be explored that hydrogels are not compatible with, such as hydrophobicity of compounds. One of the main advantages of oleogels is the possibility of carrying lipophilic bioactive compounds, which is of great utility in both pharmaceutical and food applications. The combined action between structure and health benefits supports the important role that oleogels can have in novel food products, as they can be tailored to meet the ideal properties for a food product, acting as a healthy substitute for solid fats.
Substances that gel edible oils can be roughly divided into two categories based on their molecular weight: low molecular-mass organic gelators (LMOGs), and polymeric gelators. LMOGs include mainly waxes, sterol-based gelators, fatty acid derivatives, and monoacylglycerols.
Os sectores em que os oleogéis são habitualmente utilizados incluem:
- Indústria alimentar: Os oleogéis são utilizados em produtos alimentares para substituir ou reduzir o teor de gorduras sólidas, como a manteiga ou a margarina. Podem ser incorporados em pastas para barrar, margarinas, produtos de panificação, confeitaria e alimentos processados para melhorar a textura, a sensação na boca e a estabilidade na prateleira. Os oleogéis também podem servir como transportadores de sabores, nutrientes e ingredientes funcionais em formulações alimentares.
- Cosméticos e cuidados pessoais: Na indústria dos cosméticos e dos cuidados pessoais, os oleogéis são utilizados em vários produtos de cuidados da pele e do cabelo. Podem ser encontrados em cremes, loções, bálsamos e produtos para pentear o cabelo para proporcionar hidratação, emoliência e propriedades condicionantes. Os oleogéis oferecem vantagens como a ausência de oleosidade, a aplicação suave e uma melhor distribuição dos ingredientes activos na pele ou no cabelo.
- Produtos farmacêuticos: Os oleogéis têm aplicações farmacêuticas como formulações tópicas para administração de medicamentos. Podem servir de base para pomadas, géis e adesivos transdérmicos, proporcionando uma libertação controlada e uma melhor penetração de agentes terapêuticos através da pele. Os oleogéis oferecem vantagens como uma cinética de libertação prolongada, uma maior biodisponibilidade e uma melhor adesão dos doentes às formulações farmacêuticas.
- Lubrificantes industriais e cosméticos: Os oleogéis são utilizados como lubrificantes em aplicações industriais, tais como metalurgia, maquinagem e massas lubrificantes. Oferecem vantagens como elevada estabilidade térmica, resistência à oxidação e lubricidade superior em comparação com os lubrificantes convencionais. Nas formulações cosméticas, os oleogéis podem ser incorporados em lubrificantes pessoais e óleos de massagem devido à sua textura suave e não pegajosa e às suas propriedades de lubrificação de longa duração.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.