Memoria para optar al título de Ingeniero de alimentos / Las enfermedades crónicas relacionadas con una inadecuada alimentación (sobrepeso, obesidad, diabetes, osteoporosis, hipertensión y problemas cardiovasculares), representan uno de los principales problemas de salud en nuestro país. Por ejemplo, el caso de la deficiencia en micronutrientes como calcio y el bajo consumo de fibra soluble, a partir de frutas o verduras, son un problema común en la sociedad actual. El presente proyecto se realizó en Laboratorios Prater con el apoyo de Innova-Corfo. Su objetivo fue el desarrollo de dos endulzantes funcionales, en polvo, libres de calorías, uno de ellos alto en calcio y otro con fibra soluble con efecto prebiótico. La metodología fue presentada en 3 partes: materias primas, desarrollo de productos y productos terminados. Las materias primas funcionales se evaluaron a través de estudios de estabilidad en 2 tipos de envases (bilaminado y trilaminado). Se evaluó inulina y polidextrosa para el endulzante con fibra soluble, y lactatogluconato de calcio para el endulzante alto en calcio. Se seleccionó el envase trilaminado para ambos productos, y polidextrosa para el endulzante con fibra. El desarrollo de productos comenzó por la formulación de una matriz edulcorante, en base a productos actuales de Laboratorios Prater S.A. De este modo, se definieron 3 matrices: sucralosa, aspartamo y una mezcla de estos dos, más acesulfamo de potasio. A través de evaluaciones sensoriales de preferencia, se concluyó que no existen diferencias estadísticamente significativas entre las muestras con sucralosa y la mezcla de edulcorantes. La empresa solicitó seleccionar sucralosa como edulcorante de ambos productos. La siguiente etapa fue la definición de la cantidad de los ingredientes funcionales en los productos, mediante ensayos, para cumplir con Reglamento Sanitario de los Alimentos. Los productos terminados fueron formulados con 16 mg y 13 mg de sucralosa, respectivamente el endulzante alto en calcio y el endulzante con fibra. Este último contiene menos sucralosa, debido a que la polidextrosa que también contiene aumenta el dulzor de la sucralosa. Se estableció como porción de consumo del endulzante alto en calcio 1,4 g, compuesta por 160 mg de calcio, aportado por el lactatogluconato de calcio; y 1 Qg (40 UI) de vitamina D, que aporta el colecalciferol, cubriendo así el 20% de la DDR de cada nutriente. Del mismo modo, se estableció como porción de consumo del endulzante con fibra dietaria 1,6 g, compuesta por 1,5 g de fibra soluble con efecto prebiótico, aportada por la polidextrosa. Ambos productos se clasifican como “libres de calorías”, se rotulan los mensajes saludables de acuerdo a su propiedad funcional. Además, el endulzante alto en calcio lleva el descriptor nutricional “alto en calcio”. Finalmente, se puede concluir que fue posible desarrollar productos endulzantes funcionales en polvo, libre de calorías, cuya matriz fue sucralosa y calcio o fibra soluble, en dos productos distintos, aceptados sensorialmente, transformándose en un aporte para la dieta de los consumidores. / Chronic diseases associated with inadequate food intake (overweight, obesity, diabetes, osteoporosis, hypertension and cardiovascular problems) represent a major health problem in our country. For example, the deficiency in micronutrients such as calcium and low consumption of soluble fibre from fruits or vegetables, are a common problem in today's society. This project was conducted in Laboratorios Prater S.A. supported by Innova-Corfo. Its objective was the development of two functional high power no calorics sweeteners, one high in calcium and the other with soluble fibre with prebiotic effect. The methodology was presented in three parts: raw materials, product development and finished products. Functional raw materials were evaluated through stability studies in two types of packaging (bilaminate and trilaminate). Inulin and polydextrose were evaluated for the sweetener with dietary fibre and calcium lactategluconate for the sweetener high in calcium. According to the results, both products are stable in trilaminate packaging. The trilaminate packaging was selected for both products, and polidextrose for the sweetener with fibre. The product development started by formuling the sweetener’s matrix, based on Laboratories Prater S.A. products. Thus, three matrices were defined: sucralose, aspartame and a mixture of these two, more potassium acesulfame. Through sensory preferences evaluations, it was concluded that there are no statistically significant differences between samples with sucralose and ones with a mixture of sweeteners. The company requested to use sucralose as the sweetener of both products. The following stage was to determinate the amount of the functional ingredients in the products, through trials, fulfilling food sanitary regulations. The finished products were formulated with 16 and 13 mg of sucralose, the first with the sweetener high in calcium and the second with the sweetener with fibre. This last one contains less sucralose, due to containing polidextrose too, which increases the sweetness of sucralose. A serving size of 1,4 g of the sweetener high in calcium was established, consisting of 160 mg of calcium,provided by the lactategluconate calcium; and 1 Qg (40 IU) of vitamin D, provided by cholecalciferol, covering 20% of the RDA of each nutrient. Similarly, a serving size of 1,6 g of the sweetener with fibre was established, comprising 1.5 g of soluble fibre with prebiotic effect, provided by polydextrose. Both products were classified as "caloriefree," the health claims were labelled according to their respective functional property. The sweetener high in calcium was labelled with nutritional "high in calcium" descriptor. Finally, we can conclude that it was possible to develop functional powdered "caloriefree" sweeteners, with sucralose and calcium or soluble fibre, in two different varieties, with good sensory acceptability, becoming a contribution to the diet of consumers. / INNOVA-CORFO

El presente trabajo de tesis se centra en el estudio de las propiedades reológicas, térmicas, de textura y sensoriales de magdalenas en las que se ha reemplazado parcial o totalmente la grasa o el azúcar. La masa de las magdalenas es una emulsión de aceite en agua compuesta por una base de harina que incorpora grasa y azúcar como ingredientes principales y, como opcionales, huevo, leche y otros componentes. El producto final se caracteriza por tener una estructura porosa y un elevado volumen, lo cual le confiere una textura esponjosa. El azúcar, la grasa y la harina son los ingredientes con mayor funcionalidad en los productos de bollería, por lo que es muy difícil encontrar un sustituto capaz de realizar sus mismas funciones. Las características reológicas de la masa se han determinado mediante el estudio del comportamiento pseudoplástico (ensayos rotacionales) y viscoelástico (ensayos oscilatorios). La viscosidad de la masa es una propiedad importante en los productos horneados aireados, ya que dependiendo de ésta obtendremos un nivel óptimo de incorporación de aire durante el amasado. Los valores de viscosidad obtenidos en función de la velocidad de cizalla indicaron que las masas estudiadas se encontraban dentro de la zona pseudoplástica. Al reemplazar la grasa por fibra de cacao se obtuvieron valores de consistencia mayores a los obtenidos por la muestra control. Un aumento excesivo de la consistencia podría acarrear problemas en la manipulación de la masa durante el llenado de los moldes (dosificación) y problemas de limpieza de la maquinaria. Por el contrario, en el reemplazo de azúcar por polidextrosa y sucralosa se obtuvieron valores de consistencia inferiores. La medida de la gravedad específica proporciona información sobre la cantidad de aire incorporado durante el amasado y se ha demostrado que tanto el azúcar como sus sustitutos favorecen dicha incorporación en mayor o menor medida. Por otro lado, en el caso de reemplazo de grasa por los sustitutos empleados se observó una mejora en la incorporación de aire. Los cambios estructurales que ocurren en la masa durante el horneado son factores determinantes en la formación y evolución de las burbujas y en la estructura y textura del producto final. Por lo general, las masas mostraron una disminución de los módulos viscoelásticos estudiados durante la primera etapa de calentamiento, que está asociada únicamente al efecto del aumento de la temperatura. A partir de los 45 ºC, dicha disminución está asociada a la formación de CO2 y a su difusión y expansión dentro de las células de aire. A partir de una determinada temperatura se produce un punto de inflexión en la curva, que está relacionado con la gelatinización del almidón y la coagulación de las proteínas, es decir, del paso de una matriz semilíquida a una matriz sólida. La presencia de azúcar, así como de la mayoría de los sustitutos de azúcar empleados, dio lugar a un retraso en la temperatura a la cual se produce la inflexión de la curva de calentamiento favoreciendo la expansión del CO2 y del vapor de agua. En el caso del reemplazo de grasa no se pudo determinar la temperatura a la cual se produjo el punto de inflexión de la curva, aunque sí se observó un suave aumento de los valores de los módulos viscoelásticos. Para conocer mejor cómo afectan los sustitutos de grasa o de azúcar en el proceso de gelatinización de almidón se realizó un estudio de las propiedades térmicas de la masa mediante calorimetría diferencial de barrido, observándose en todos los casos un pico alrededor de los 100ºC, que se corresponde con el proceso de gelatinización del almidón. Para llevar a cabo el estudio de los parámetros de textura se realizó un análisis de perfil de textura así como ensayos de penetración y pegajosidad en el producto final. Los parámetros de dureza y elasticidad son los que mejor se asociaron con la frescura del producto y fueron los parámetros que más se afectaron por el reemplazo tanto de grasa como de azúcar. El empleo de eritritol como sustituto de azúcar aumentó considerablemente la dureza del producto mientras que para el resto de los edulcorantes se obtuvieron valores similares a la formulación control. Por otro lado, cuando la grasa fue reemplazada tanto por fibra de cacao como por nutriose, los valores de dureza y elasticidad disminuyeron. Además de la textura, tambien existen otras características relacionadas con la estructura de la miga que pueden influir en la aceptabilidad del producto como son la forma, altura, volumen, recuento y distribución de celdas de aire. Todos estos parámetros se vieron modificados negativamente en mayor o menor medida cuando el azúcar o la grasa fueron reemplazados, por lo que para estos casos el empleo de goma xantana y doble concentración de agente impulsor sería aconsejable. Se han evaluado las características sensoriales de las magdalenas generando los descriptores que mejor definan la calidad sensorial del producto utilizando un panel de jueces entrenados y además se ha estudiado la aceptación de los nuevos productos utilizando un panel de consumidores. En las muestras donde se utilizó fibra de cacao como sustituto de grasa el panel de jueces entrenados determinó los siguientes descriptores: altura, color a chocolate, esponjosidad, elasticidad, adherencia al molde, cohesión, dificultad en la masticación y deglución, sabor amargo, sabor dulce y sabor a chocolate. La formulación control se definió como la formulación con mayor adherencia al molde, altura, esponjosidad, elasticidad, sabor y color a chocolate. Por el contrario, las formulaciones con mayor porcentaje de sustitución de grasa por fibra de cacao se definieron como más cohesivas, con peor masticabilidad, y mayor olor y sabor amargo. Los consumidores evaluaron la aceptabilidad de todas las muestras elaboradas con grasa y azúcar reducidas valorando la apariencia, color, textura, sabor, dulzor y aceptación general. En todos los casos estudiados, la formulación control (con la totalidad de la grasa y azúcar) fue bien valorada por los consumidores en todos los atributos. Cuando se reemplazó el azúcar por edulcorantes no se encontraron diferencias en la aceptación de las formulaciones con 100% de reemplazo de azúcar por sorbitol o maltitol o en el caso de reemplazo del 50% de azúcar por polidextrosa y sucralosa. Al igual que ocurrió con el reemplazo de azúcar, cuando el 50% de la grasa fue reemplazada por nutriose no se encontraron diferencias en aceptación con respecto a la formulación control. / Martínez Cervera, S. (2013). Reemplazo de grasa y azúcar en magdalenas. Efecto sobre las propiedades reológicas, térmicas, de textura y sensoriales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29394 / TESIS