Cinética de recristalização em sistemas amorfos de carboidratos: uma revisão

• Autores: Danielle Oliveira Borges, Isabella da Silva Souza, Eloísio Julio Ribeiro, Miriam Maria de Resende
• Localización: Observatorio de la Economía Latinoamericana, ISSN-e 1696-8352, Vol. 24, Nº. 1, 2026
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Cinética de recristalización en sistemas de carbohidratos amorfos: una revisión
  • Recrystallization kinetics in amorphous carbohydrate systems: a review
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• Resumen
  • español

    El estado amorfo de los carbohidratos tiene gran importancia científica e industrial, especialmente en los sectores alimentario y farmacéutico, debido a sus propiedades particulares y a la susceptibilidad a la recristalización. Este artículo presenta una revisión sistemática realizada conforme a las directrices PRISMA, con el objetivo de analizar los mecanismos, modelos cinéticos, factores determinantes y evidencias experimentales sobre la recristalización de carbohidratos amorfos. La búsqueda bibliográfica se llevó a cabo en las bases Scopus y ScienceDirect, considerando estudios publicados entre 2010 y 2024, lo que resultó en la inclusión de 14 artículos. La revisión abarca conceptos como transición vítrea, movilidad molecular, nucleación y crecimiento cristalino, además de modelos como Avrami y WLF. Se discuten factores que afectan la estabilidad amorfa, incluidos humedad, temperatura, plastificación por agua, estructura molecular y método de procesamiento. También se sintetizan las principales técnicas de caracterización (DSC, DRX y microscopía). La comparación entre carbohidratos muestra que la trehalosa presenta la mayor estabilidad amorfa, mientras que glucosa y fructosa son más propensas a recristalizar. Seconcluye que la estabilidad del estado amorfo depende de la interacción entre propiedades intrínsecas y condiciones ambientales, aspecto esencial para optimizar procesos industriales y desarrollar formulaciones estables.

  • English

    The amorphous state of carbohydrates plays a key role in food and pharmaceutical systems due to its distinct physicochemical properties and inherent instability toward recrystallization. This study provides a systematic review conducted according to PRISMA guidelines, aiming to summarize the mechanisms, kinetic models, influencing factors, and experimental evidence related to the recrystallization of amorphous carbohydrates. Literature searches were performed in the Scopus and ScienceDirect databases for studies published between 2010 and 2024, resulting in 14 eligible articles. The review covers theoretical foundations such as glass transition, molecular mobility, nucleation, and crystal growth, and discusses classical and empirical kinetic models including Avrami and WLF. Factors affecting amorphous stability—such as moisture, temperature, water plasticization, molecular structure, and processing history—are examined in detail. Major analytical techniques (DSC, X-ray diffraction, and microscopy) are summarized. Comparative analysis indicates that trehalose exhibits the highest amorphous stability, whereas glucose and fructose crystallize more readily. Overall, the review highlights that the stability of amorphous carbohydrates arises from the interplay between intrinsic physicochemical properties and environmental conditions, offering insights relevant to industrial processing and formulation design.

  • português

    O estado amorfo de carboidratos tem grande relevância científica e industrial, especialmente nos setores de alimentos e fármacos, devido às suas propriedades diferenciadas e à instabilidade frente à recristalização. Este artigo apresenta uma revisão sistemática conduzida segundo as diretrizes PRISMA, com foco nos mecanismos, fatores, modelos cinéticos e evidências experimentais relacionados à recristalização de carboidratos amorfos. A busca foi realizada nas bases Scopus e ScienceDirect, considerando estudos publicados entre 2010 e 2024, resultando na seleção final de 14 artigos. A revisão aborda fundamentos da transição vítrea, mobilidade molecular, nucleação e crescimento cristalino, além de discutir modelos como Avrami, WLF e teorias de nucleação clássica. Também são analisados fatores que influenciam a estabilidade amorfa, incluindo umidade, temperatura, plastificação pela água, composição química e histórico de processamento. As principais técnicas de caracterização (DSC, DRX e microscopia) são sintetizadas. A comparação entre carboidratos revela que trealose apresenta a maior estabilidade amorfa, enquanto glicose e frutose são mais susceptíveis à recristalização. Conclui-se que a estabilidade do estado amorfo depende de uma interação complexa entre propriedades físico-químicas intrínsecas e condições ambientais, sendo fundamental para otimizar processos industriais e desenvolver formulações estáveis.