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Valencia Garca, Francia Elena;Milln Cardona, Leonidas de Jess;Ramirez Herrera,

Nathalia

Evaluacin de los efectos en las propiedades fisicoqumicas, sensoriales y texturales

de polidextrosa, fructosa y sorbitol como sustitutos de azcar en la elaboracin de

arequipe

Revista Lasallista de Investigacin, Vol. 5, Nm. 2, julio-diciembre, 2008, pp. 20-27

Corporacin Universitaria Lasallista

Colombia

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20 REVISTA LASALLISTA DE INVESTIGACIN - Vol. 5 No. 2

Artculo original

Evaluacin de los efectos en las propiedades fisicoqumicas,sensoriales y texturales de polidextrosa, fructosa y sorbitolcomo sustitutos de azcar en la elaboracin de arequipe*

Francia Elena Valencia Garca1, Leonidas de Jess Milln Cardona2, Nathalia Ramirez Herrera3

Evaluation of the effects on the physical, chemical, sensorial and textural properties of polydextrose,fructose and sorbitol as sugar substitutes in the making of arequipe (a colombian dessert)

Avaliao dos efeitos nas propriedades fsico-qumicas, sensoriais e texturas de polidextrosa, frutosee sorbitol como substitutos de acar na elaborao de doce de leite

____________________________* Investigacin financiada con apoyo del Fondo para el Desarrollo de la Investigacin de la Corporacin Universitaria Lasallista.

Lnea de investigacin: Productos Naturales. Semillero INNOVA, Grupo de Investigacin GRIAL.1 Magster en ciencias farmacuticas. Profesora del programa de ingeniera de Alimentos e investigadora del grupo GRIAL de la Corpora-

cin Universitaria Lasallista, profesora de la Universidad de Antioquia/ 2 Candidato a especialista en Ciencia y Tecnologa en Alimentos.Ingeniero Industrial, Universidad Nacional de Colombia sede Medelln, Facultad de Minas, profesor de la Universidad de Antioquia/3Estudiante de Ingeniera de alimentos de la Corporacin Universitaria lasallista.

Correspondencia: Francia Elena Valencia Garca. e-mail: francia.valencia@gmail.comFecha de recibo: 07/07/2008; fecha de aprobacin: 22/09/2008

Resumen

Introduccin. La preocupacin frente al consumoexcesivo de azcar en la dieta, ha llevado a modifi-car productos tradicionales para disminuyan el con-tenido de sacarosa y a su vez, mantengan las carac-tersticas sensoriales y fsico-qumicas similares alas de sus homlogos elaborados con un contenidode sacarosa normal. Objetivo. El objetivo generaldel estudio fue evaluar los efectos de sustitutos deazcar como polidextrosa, fructosa y sorbitol en laspropiedades fisicoqumicas, sensoriales y texturalesdel arequipe. Materiales y mtodos. Se realizaroncinco formulaciones, una formulacin estndar y otrascuatro en las cuales se reemplazo el 50% de azcarcon polidextrosa, fructosa y sorbitol se combinarona dos concentraciones (fructosa 3,9 y 4,7% y sorbitol3,9 y 8,5%). Las variables respuestas para evaluarel efecto de los sustitutos fueron la evaluacinfisicoqumica, sensorial y textural. Resultados. Losanlisis estadsticos mostraron diferencias significa-tivas en la prueba sensorial y de textura. La mayoraceptacin la obtuvo el tratamiento 012 (fructosa3,9%, sorbitol 8,5%) con el cual se logra reducir el38% de caloras. Conclusin. Se obtuvo un produc-to que cumple con lo requerido por la Norma Tcni-ca Colombiana NTC 3757 de 1996.

Palabras clave: Polidextrosa. Fructosa. Sorbitol.Propiedades fisicoqumicas. Propiedades sensoria-les. Arequipe. Dulce de leche.

Abstract

Introduction. The concern on the excessiveconsumption of sugar in the diet has provoked amodification of traditional products to reduce theirsucrose content and, at the same time, keep theirsensorial and physical-chemical characteristics simi-lar to those of other products made with normalsucrose content. Objective. To evaluate the effectsof sugar substitutes such as polydextrose, fructoseand sorbitol in the physical, chemical, sensorial andtextural properties of arequipe. Materials andmethods. Five formulations were made, one stan-dard and, in the other four, 50% of the sugar wasreplaced with polydextrose, fructose and sorbitol.They were combined at two concentrations (fructoseat 3,9 and 4,7% and sorbitol 3,9 and 8,5%). Theresponse variables to evaluate the effect of sugarsubstitutes were physical, chemical, sensorial andtextural evaluations. Results.The statistic analysisshowed significant differences in the sensorial andtextural proofs. The most accepted treatment wasnumber 012 (fructose 3,9%, sorbitol 8,5%) whichachieved a reduction of calories of 38%. Conclusion.A product that acomplishes the Colombian NTC 3757technical norm was obtained.

Key words: Polidextrose. Fructose. Sorbitol. PhysicalChemicals properties. Sensorial properties. Arequipe.Milk sweet.

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Resumo

Introduo. A preocupao frente ao consumoexcessivo de acar na dieta, levou a modificarprodutos tradicionais pra diminuam o contedo desacarose e a sua vez, mantenham as caractersti-cas sensoriais e fsico-qumicas similares s de seushomlogos elaborados com um contedo desacarose normal. Objetivo. O objetivo geral doestudo foi avaliar os efeitos de substitutos de acarcomo polidextrosa, frutose e sorbitol nas proprie-dades fsico-qumicas, sensoriais e texturas do docede leite. Materiais e mtodos. Realizaram-se cincoformulaes, uma formulao regular e outras quatronas quais se substituo o 50% de acar compolidextrosa, frutose e sorbitol se combinaram a duas

concentraes (frutose 3,9 e 4,7% e sorbitol 3,9 e8,5%). As variveis respostas para avaliar o efeitodos substitutos foram a avaliao fsico-qumico,sensorial e texturas. Resultados. As anlisesestatsticas mostraram diferenas significativas naprova sensorial e de textura. A maior aceitao aobteve o tratamento 012 (frutose 3,9%, sorbitol 8,5%)com o qual se consegue reduzir o 38% de calorias.Concluso. Obteve-se um produto que cumpre como requerido pela Norma Tcnica Colombiana NTC3757 de 1996.

Palavras chaves: Polidextrosa. Frutose. Sorbitol.Propriedades fsico-qumicas. Propriedadessensoriais, Doce de leite.

Introduccin

El consumo de productos que no afecten la sa-lud ha ido aumentando en nuestro medio1. Parasuplir estas necesidades de consumo se handesarrollado sustitutos de sacarosa, con carac-tersticas parecidas a sta con un menor conte-nido calrico2, y que si se emplean en una canti-dad adecuada pueden permitir el desarrollo deproductos con caractersticas sensoriales simi-lares a los productos tradicionales1, 2.

El arequipe es un dulce tradicional de variospases de Amrica Latina; se define como unproducto de textura blanda y pegajosa, elabora-do a partir del proceso de evaporacin de lechecon azcar hasta lograr una concentracin en elcontenido de slidos solubles de 70 Bx. Esteproducto tiene un aporte calrico aproximado de30 Kcal por porcin (10 g). En Chile se conocecomo manjar, manjar de leche o manjar blanco;en Colombia y Venezuela se le denominaarequipe; en Argentina, dulce de leche; en Bra-sil, doce de leite y en Mxico y Centroamrica,cajeta (derivado de la caja de madera que seutilizaba para empacarlo)3.

Para encontrar un sustituto de sacarosa ade-cuado al desarrollar alimentos bajos en caloras,es preciso conocer la composicin del alimentooriginal y las caractersticas funcionales que cadacomponente aporta en el producto. Lo anterior,para desarrollar un producto modificado, lo me-nos alterado posible en su apariencia, sabor,manipulacin y procesamiento que garantice unabuena aceptacin en el mercado. Finalmente,

como resultado de un anlisis sensorial se de-termina cuales son las materias primas de me-jor aceptacin4, 5.

La sacarosa es el principal edulcorante prove-niente de la caa de azcar y la remolacha, esel azcar ms abundante que se encuentra enlos alimentos. Tiene un aporte calrico de 4 Kcal/g y aporta propiedades funcionales a los alimen-tos al tener efecto en las caractersticas senso-riales (sabor de las melazas), fsicas (cristaliza-cin, viscosidad), microbianas (preservacin,fermentacin) y qumicas (Maillard, carameliza-cin, antioxidacin), entre otras. En el arequipe,el azcar participa aproximadamente en un 45%de la formulacin, lo que hace que la sustitucinde sta afecte las propiedades sensoriales,fisicoqumicas y texturales6, 7.

Entre los sustitutos de azcar se encuentranedulcorantes nutritivos, no nutritivos y polmeroscomo la polidextrosa que aportan algunas de laspropiedades del azcar; realmente no existe elsustituto ideal, por esta razn se ve la necesi-dad de utilizar mezclas y evaluar la mas benfi-ca5. La fructosa (F) es el azcar que est enforma natural en todas las frutas. Es un compo-nente de la sacarosa, se comercializa comoedulcorante de mesa y se encuentra en alimen-tos, bebidas y frmacos. Se fabrica mediante laisomerizacin de la dextrosa en el almidn demaz. Aporta 4 Kcal/g y es 1,7 veces ms dulceque la sacarosa; favorece las reacciones deMaillard y caramelizacin7. El sorbitol (S) se pro-duce a partir de glucosa; se encuentra en formanatural en ciertas bayas y frutas. Aporta 2,6 Kcal/

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g y es 0,8 veces ms dulce que la sacarosa, nofavorece las reacciones de Maillard8. Lapolidextrosa (P) es un polvo amorfo aporta1 Kcal/g, da cuerpo, textura y favorece lasreacciones de Maillard9, 10. Adems, es conside-rada fibra soluble que tiene efectos benficosen el metabolismo lipdico 11.

El objetivo del presente estudio fue evaluar losefectos de sustitutos de azcar (polidextrosa,fructosa y sorbitol) en las propiedadesfisicoqumicas, sensoriales y texturales delarequipe.

Materiales y Mtodos

La investigacin se llev a cabo a nivel de labo-ratorio en la Corporacin Universitaria Lasallista,ubicada en Caldas-Antioquia (Colombia). Laspruebas de anlisis sensorial y las pruebas fsi-co-qumicas (humedad, pH, Brix y acidez) serealizaron en el laboratorio de qumica a una tem-peratura promedio de 253C y humedad relati-va del 64 4%. Las pruebas de textura instru-mental, se desarrollaron en la Universidad Na-cional de Colombia sede Medelln, Facultad deCiencias Agropecuarias.

Materiales. Para elaborar el arequipe se utilizleche descremada de una marca comercial. Lapolidextrosa, el sorbitol lquido 70% y la fructosafueron adquiridos en negocios especializados enla distribucin de materias primas para alimentos.

Mtodos

Formulacin estndar. Leche entera (2072 g),azcar (343 g), se neutraliz con bicarbonatode sodio hasta alcanzar una acidez de 0,11%expresado como acido lctico (AL), esta formu-lacin corresponde a la muestra testigo. Se rea-lizaron cuatro formulaciones en las cuales sereemplaz aproximadamente el 50% de azcarcon P. El otro 50% del azcar se reemplaz conF y S, se combinaron a dos concentraciones(fructosa 3,9 y 4,7 partes y sorbitol 3,9 y 8,5 par-tes) basados en ensayos previos. Los tratamien-tos fueron codificados con los siguientes dgitos:937 (F:3,9 y S:3,9); 715 (F:4,7 y S:3,9); 012 (F:3,9 y S: 8,5), 621 (F:4,7 y S:8,5).

Forma de elaboracin. Se realizaron dos pre-mezclas, la primera con los ingredientes slidos(polidextrosa, fructosa, excepto el bicarbonato)y la segunda con la leche neutralizada y elsorbitol, la mezcla se calent en estufa de gashasta 40oC adicionando la mitad de los slidos.Luego, se someti a evaporacin durante 2 ho-ras aproximadamente, despus de las cualesse adicion el resto de los ingredientes slidoshasta alcanzar aproximadamente 58 oBrix. Pos-teriormente se baj la temperatura a 60 oC y seenvas el producto en potes plsticos previa-mente desinfectados. Estos fueron almacena-dos por varios das (menos de una semana) atemperatura ambiente hasta realizar los anli-sis de laboratorio.

Anlisis fisicoqumicos. Se realizaron las si-guientes determinaciones: potencial de hidrge-no (pH), mediante inmersin directa a travs deun electrodo, utilizando el potencimetro marcaFISHER previamente calibrado con solucionesbuffer 4 y 7. Humedad por el mtodo gravimtrico966.02 (AOAC, 1996), determinacin de gradosBrix con refractmetro y acidez por titulacin,mtodo 16.267 (AOAC, 2000). Todas las deter-minaciones se realizaron por triplicado.

Anlisis sensorial. Se convocaron 30 consu-midores. Se aplic una escala hednica de 5puntos, siendo 5 la caracterstica ms ptimade la categora, decreciendo los defectos hacia1. Las categoras evaluadas fueron: olor, sabor,textura, color y aceptacin general. Las mues-tras se presentaron a los consumidores en cu-charas desechables marcadas con nmeros detres dgitos (antes mencionados). La muestracontrol 531 estaba marcada con la letra k, entremuestras cada consumidor deba comer galletasalada de marca comercial para limpiar supaladar.

Anlisis instrumental. Se realizaron medicio-nes instrumentales mediante anlisis de perfilde textura (TPA), usando un texturometro TA-XT2i (Stable Micro Systems), provisto con unacelda de carga de 50 kg y una sonda esfricade 20 mm de dimetro. Las condiciones de ope-racin fueron: velocidad de pre-ensayo 9 mm/s,velocidad de ensayo 10 mm/s, velocidad pos-ensayo 8 mm/s, compresin del producto 70%y tiempo entre compresin 0,8 seg. Se evalua-ron los parmetros instrumentales para la textu-

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ra (dureza, elasticidad, adhesividad, gomosidad,masticabilidad, cohesividad y untabilidad). Estaprueba se realiz a igual tiempo que la evalua-cin sensorial.

Para el estudio de los datos se emple el pro-grama SPSS 11,5 y los mtodos utilizados fue-ron: anlisis multivariado mediante anlisis clus-ter por el mtodo del vecino ms cercano12, parael anlisis de textura instrumental y anlisis devarianza (ANOVA) de dos factores con pruebade rangos mltiples de Duncan para el anlisissensorial. Para seleccionar la mejor combina-cin entre las variables en estudio (sorbitol yfructosa), se hizo uso de un modelo factorial 22

13,14 para las pruebas sensoriales e instru-mentales. Se utiliz un nivel de confianza del95%, y un nivel de potencia para detectar dife-rencias significativas del 85% en el anlisis devarianza.

Resultados

Pruebas fsico-qumicas y anlisis sensorial.El comportamiento de las variables fisico-qumicas pH, humedad, oBrix y acidez titulable yde los anlisis sensoriales entre los 4 tratamien-tos evaluados y el testigo, se presenta en lasgrficas 1A y 1B.

Grfica 1A. Intervalos LSD de los resultados de los anlisis fsico-qumicos vs tratamientoGrfica 1B. Intervalos LSD de los resultados del anlisis sensorial vs tratamiento

Para las variables fisicoqumicas el anlisis devarianza no present diferencias significativas(p>0,05), esto indica que las concentracionesutilizadas de los sustitutos de sacarosa no pro-ducen cambios en estas variables. Contrario alo anterior, el anlisis de varianza para los resul-tados del anlisis sensorial mostr diferencias

significativas (p

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to, donde se obtuvieron los valores medios decada atributo sensorial (olor, sabor y textura yaceptacin general) para cada producto evalua-do (vase tabla 1). No se observa diferencia sig-nificativa entre los tratamientos (937 y 715), en

la aceptacin general y los atributos olor y textu-ra por encontrarse en un mismo grupo homog-neo a.

El color no presento diferencias significativasentre los tratamientos.

Tabla 1. Comparaciones mltiples de Duncan de los atributos sensoriales

Tratamiento Aceptacin Olor Sabor TexturaCalificacin Calificacin Calificacin Calificacin

937 1,9 a 1,4 a 1,6 a 2,5 a

715 2,1 a 1,7 a 2,2 b 2,5 a

621 2,9 b 3,2 b 2,6 c 2,8 a

012 3,0 b 2,4 c 3,4 d 3,3 b

Letras diferentes por fila en cada atributo indican diferencias significativas (p

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solo present diferencias significativas (p

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8,5) y el 621 (F:4,7 y S:8,5); en cuanto a losatributos individuales como sabor y textura el tra-tamiento que presenta la mejor calificacin fueel 012 (F: 3,9 y S: 8,5) el cual fue elaborado conun menor contenido de fructosa. Los resultadosanteriores se deben posiblemente a la viscosi-dad que aporta el sorbitol, muy parecida a lassoluciones de azcar con una menor dulzura,esto hace que el producto sea menos empala-goso que los elaborados con mayor contenidode fructosa que posee una mayor dulzura8.

Al analizar los cuatro atributos de textura selec-cionados, se observ que el incremento en laconcentracin de fructosa disminuyesignificativamente la gomosidad, adhesividad ydureza del arequipe, caractersticas de calidadimportantes para la aceptacin del producto.Posiblemente, es debido a la capacidad dehidratacin de la fructosa que es cuatro vecesmayor que la glucosa y siete veces mayor quela sacarosa8.

La concentracin de sorbitol, en cuanto a losatributos de textura, solo influye en la cohesividadposiblemente por el grupo funcional (-OH), quepresentan estos compuestos que permite unamayor interaccin con el agua8.

Al calcular el aporte calrico de los tratamientoselaborados se logro hacer una reduccin calri-ca entre el 25 y el 40% de caloras comparadocon el producto tradicional.

Conclusin

La mayor aceptacin la obtuvo el tratamiento 012(fructosa 3,9%, sorbitol 8,5%) con el cual se lo-gra reducir el 38% de caloras, obtenindose unproducto que cumple con lo requerido por laNorma Tcnica Colombiana NTC 3757 de 1996.

Las sustituciones empleadas no afectaron laspropiedades fisicoqumicas como pH, humedad,oBrix y acidez titulable, a pesar de esto, los con-sumidores notan cambios sensoriales en losproductos de ah que, al desarrollar este tipo deproductos, el anlisis sensorial con consumido-res habituales de los productos son los que danla aceptacin final de estos.

La metodologa de superficie de respuesta esuna herramienta estadstica adecuada para laformulacin de alimentos.

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