Efecto de la sustitución parcial o total de azúcar por un edulcorante no calórico en la formación de neo-contaminantes en galletas dulces

Abstract

Las galletas “short dough”, son las más consumidas mundialmente y durante su horneado, la reacción de Maillard lleva al desarrollo de colores y sabores deseados en el producto final. Además, se forman compuestos neocontaminantes (NC) tales como acrilamida (AA) y 5-hidroximetilfurfural (5-HMF). El objetivo de esta investigación es estudiar el efecto del reemplazo de azúcar en distintos porcentajes por una mezcla de un edulcorante no calórico y un agente de volumen (AV), equivalentes en dulzor a las galletas azucaradas, sobre la formación de AA y 5-HMF y las características sensoriales del producto final. Primero se seleccionó el agente de volumen y edulcorante no calórico con menor formación de AA y 5-HMF. Luego, se realizó la selección y entrenamiento de un panel sensorial para determinar el dulzor equivalente de la mezcla de edulcorante/agente de volumen elegido y, posteriormente, obtener la concentración de edulcorante necesaria para reemplazar el azúcar en distintas proporciones (0%, 25%, 50%, 75% y 100%) y cuantificar la formación de NC. La galleta con azúcar (control) presentó valores de AA y 5-HMF de 269,36 ± 17,47 μg/kg y 5,88 ± 0,10 mg/kg, respectivamente. Los agentes de volumen con menor formación de NC fueron el maltitol y la trehalosa, presentando valores de reducción por sobre el 30% para acrilamida y sobre el 87% para 5-hidroximetilfurfural; así, se decidió utilizar una mezcla de trehalosa:maltitol 13:7 para el reemplazo de azúcar en la galleta. La sucralosa y acesulfamo-K presentaron una reducción similar, por sobre el 30% para AA y 80% para 5-HMF; así, se decidió utilizar la sucralosa como edulcorante por su similitud en dulzor al azúcar. Por otro lado, se determinó la concentración con la que se logra el dulzor equivalente, de 22,88 mg de sucralosa en 100 g de galleta, arrojando un poder edulcorante de la sucralosa para la matriz de 352. Con estos resultados, se determinó el efecto en la reducción de AA y 5-HMF de distintos porcentajes (0, 25, 50, 75, 100%) de reemplazo del azúcar por la mezcla trehalosa:maltitol:sucralosa, obteniendo para un reemplazo de 50% una reducción significativa para AA y 5-HMF de 11% y 61%, respectivamente. Finalmente, se entrenó y validó un nuevo panel sensorial y se evaluaron las galletas con distinto porcentaje de reemplazo para obtener su perfil descriptivo, presentando atributos sin diferencias significativas de dulzor, crujencia y dureza. La muestra que logra una reducción significativa en AA, de 50% de reemplazo, presenta un perfil descriptivo sin diferencias significativas con el control.

Short dough cookies are the most consumed worldwide. During its baking, Maillard reaction leads to desired color and flavor development in the final product. In addition, neocontaminants (NC) such as acrylamide (AA) and 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) are formed. The aim of this research is to study the effect of sugar replacement with a mixture of non-caloric sweetener and a bulking agent in different proportions, equivalent in sweetness to sugar-coated cookies, on the formation of AA and 5-HMF and sensory properties of the final product. First the bulking agent and non-caloric sweetener which showed a lower formation of AA and 5-HMF were selected. Then, the selection and training of a sensory panel was carried out to determine the equivalent sweetness of the chosen sweetener/bulking agent mixture and to obtain the sweetener concentration needed to replace sugar in different proportions (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) and quantify NC formation. The sugar cookie (control) showed AA and 5-HMF values of 269.36 ± 17.47 μg/kg and 5.88 ± 0.10 mg/kg, respectively. Maltitol and trehalose were the bulking agents that showed lower formation of NCs with reduction values of over 30% for acrylamide and above 87% for 5-hydroxymethylfurfural. Thus, a mixture of trehalose: maltitol of 13:7 was used for further determinations. Sucralose and acesulfame-K presented a similar reduction from over 30% for AA and 80% for 5-HMF. Therefore, sucralose was chosen because of its similarity in sweetness to sugar. On the other hand, cookie equivalent sweetness is achieved with 22.88 mg of sucralose per 100 g, with an experimental potency value of 352. Currently, work is being done in the training and validation of a sensory panel for cookies sensory profile determination. Then, the effect of sugar replacement in different proportions (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) on the reduction of AA and 5-HMF was determined, obtaining a significant reduction for AA and 5-HMF with 50% sugar replacement cookies, showing values close to 11% and 61%, respectively. Finally, a new sensory panel was trained and validated to obtain the descriptive profiles of the different samples. Cookies with different sugar replacement proportions did not present significant differences in sweetness, crunchiness and hardness. The sample who shown a significant reduction of AA, the one with 50% replacement, showed a sensory profile with no significant differences with control (0%).