Comme les substituts ne reproduisent pas parfaitement les caractéristiques du sucre, les formulateurs se retrouvent face à une tâche complexe : trouver de nouveaux moyens d'obtenir le goût sucré, la texture, la durée de conservation et l'apparence qui satisferont les consommateurs.

Rejoignez Mary Galloway, directrice du laboratoire de recherche et développement alimentaire METER, et le Dr Zachary Cartwright, scientifique alimentaire en chef, le 15 novembre, pour une présentation de leurs recherches originales sur les défis liés à l'utilisation des substituts du sucre. Ils aborderont les thèmes suivants :

• Les avantages, les inconvénients et les défis fréquents associés aux 5 principaux édulcorants alternatifs
• Les concepts scientifiques qui expliquent les caractéristiques uniques du sucre
• Comment les formulateurs peuvent utiliser les mesures de l'activité de l'eau pour minimiser les défis liés aux substituts du sucre
• Comment le mélange de différents substituts du sucre peut donner de meilleurs résultats

À propos des présentateurs

Mary Galloway est directrice du laboratoire de recherche et développement alimentaire METER. Elle est spécialisée dans l'utilisation et le test d'instruments qui mesurent l'activité de l'eau et son influence sur les propriétés physiques. Elle a travaillé avec des dizaines de marques alimentaires parmi les plus importantes et les plus prospères au monde afin de résoudre des problèmes liés à l'humidité dans leurs produits.

Le Dr Zachary Cartwright est responsable scientifique en alimentation chez METER Group. Il est titulaire d'un doctorat en sciences alimentaires de l'université de l'État de Washington et d'une licence en biochimie de l'université d'État du Nouveau-Mexique. Il est expert en analyse isotherme et en utilisation de l'analyseur de sorption de vapeur (VSA).

Transcription, modifiée pour plus de clarté

Dr Zachary Cartwright : Si vous participez à ce webinaire, vous savez probablement déjà que les édulcorants alternatifs sont très importants. Les consommateurs et les gouvernements ont exercé une forte pression pour que le sucre soit supprimé ou réduit dans de nombreuses formulations alimentaires, et nous espérons que ce que nous allons vous présenter aujourd'hui vous aidera à mieux comprendre cette question. Il s'agit d'un marché énorme. Il est évalué à plus de 18 milliards de dollars et, d'après les études que nous avons pu trouver, il devrait continuer à croître au cours de la prochaine décennie. Il s'agit donc d'un sujet qui mérite toute votre attention, que vous soyez préoccupé par son impact financier ou que vous soyez un scientifique spécialisé dans l'alimentation et que vous souhaitiez comprendre quel édulcorant alternatif utiliser pour remplacer le sucre. Mary, que va-t-on aborder aujourd'hui dans ce webinaire ?

Mary Galloway : Oui. Nous allons parler plus précisément de ce qu'est le sucre, de son lien avec l'humidité et de l'interaction qui en résulte. Ces éléments ont également une incidence sur les caractéristiques de qualité. Nous allons également discuter de ce que signifie le label « Clean Label », car les consommateurs ne veulent pas seulement réduire leur consommation de sucre, ils veulent aussi d'autres choses qui vont avec. Après avoir abordé ce sujet, nous parlerons plus précisément de cinq édulcorants alternatifs que nous avons étudiés et nous vous présenterons les données et les informations que nous avons recueillies à leur sujet.

LA VÉRITÉ : COMMENT FONCTIONNE LE SUCRE

ZC : Très bien, commençons par poser les bases. Nous allons parler de ce qu'est le sucre, de certains aspects qualitatifs à prendre en compte lorsque vous l'utilisez dans une formulation, puis nous aborderons également le lien entre le sucre et l'humidité dans les formulations alimentaires. En général, le sucre de table est du saccharose. Il s'agit d'un disaccharide composé de glucose et de fructose. Il provient généralement de la canne à sucre ou de la betterave sucrière, et est généralement produit en... Les principaux producteurs sont l'Inde, le Brésil et la Thaïlande, pour n'en citer que quelques-uns. Mary va donc nous parler un peu du saccharose et des éléments à prendre en compte lorsque l'on utilise ce produit dans une formulation.

MG : Le premier est la douceur. C'est la norme à laquelle tout est comparé. Il rehausse également les saveurs, donc en plus de la douceur, lorsqu'il se décompose chimiquement, il fait ressortir d'autres saveurs dans votre produit. Elle influence également la levée de trois manières différentes : elle provoque une aération en piégeant l'air dans les molécules de graisse, elle est consommée par la levure, elle stabilise les blancs d'œufs en se liant aux protéines, et enfin, elle intensifie la couleur en réagissant avec les acides aminés selon le principe de la réaction de Maillard, ce qui donne à vos pâtisseries cette belle couleur brune.

ZC : L'humidité commence à s'intégrer ici parce que le saccharose est une molécule polaire, il va donc y avoir un effet de liaison hydrogène avec l'eau. Les zones positives des molécules d'eau interagissent avec les zones négatives du saccharose, ce qui fait de ce dernier un excellent humectant. Il lie ou retient l'eau, l'empêchant ainsi de participer à d'autres réactions, de favoriser la croissance microbienne ou de causer d'autres problèmes alimentaires. De quelle autre manière le saccharose interagit-il avec l'eau ?

MG : Oui, c'est en fait un composant majeur des formulations, c'est cette réaction ensemble. Comment l'eau et le saccharose se lient-ils ? Tout d'abord, cela crée de la tendreté car cela absorbe l'eau, réduit la formation de gluten, ce qui permet de réduire le rassissement du pain, et cela retarde également la coagulation des protéines. Elle ajoute du croquant, car lorsque vous faites cuire quelque chose, l'humidité s'évapore à l'extérieur et le sucre se recristallise. Comme nous l'avons déjà mentionné, c'est un excellent humectant, ce qui signifie qu'il se lie directement à l'eau et augmente la teneur en humidité. Si vous voulez que quelque chose soit plus tendre ou contienne plus d'humidité, l'ajout de sucre vous aidera vraiment à atteindre cet objectif.

Il est également très efficace pour prolonger la durée de conservation. En réduisant l'activité de l'eau, il inhibe la croissance microbienne, mais il limite également les réactions chimiques et améliore la stabilité globale. Enfin, il abaisse les points de congélation. Dans le cas de la crème glacée, par exemple, il se lie à l'eau et empêche celle-ci de se cristalliser dans les produits laitiers congelés. Tous ces effets sont donc très importants et ont un impact considérable sur tous les produits qui contiennent du sucre.

SCIENCE ET PRINCIPES : CONSIDÉRATIONS À PRENDRE EN COMPTE LORS DU REMPLACEMENT DU SUCRE

ZC : Très bien. C'est un excellent point, Mary, et c'est pourquoi, dans la section suivante, nous allons parler de la science qui sous-tend le remplacement d'une partie du sucre par des édulcorants alternatifs. Il y a beaucoup de choses à garder à l'esprit, comme vous venez de le mentionner, toutes ces différentes caractéristiques sont influencées par le sucre. Nous ne nous intéressons pas uniquement à la saveur sucrée, nous allons donc commencer par aborder certaines de ces caractéristiques, ainsi que les produits finaux à prendre en compte, puis nous tenterons de définir ce que signifie le label « Clean Label » et comment ces substituts du sucre s'y intègrent. En ce qui concerne le remplacement du sucre, celui-ci est en réalité très complexe et beaucoup plus sophistiqué qu'il n'y paraît à première vue.

Lorsque vous modifiez cet élément, gardez à l'esprit que cela a un impact considérable sur l'activité de l'eau. Cela nous ramène à ce que nous avons mentionné précédemment au sujet de l'humectance. Chaque fois que vous modifiez l'activité de l'eau, cela peut avoir un impact sur les caractéristiques physiques du produit. Vous devez garder à l'esprit la texture que vous recherchez, si vous souhaitez obtenir un certain croquant ou une certaine croustillance. Quelle que soit cette texture, dès que vous retirez le sucre, la texture peut également changer. Vous devez garder à l'esprit les effets chimiques, car lorsque vous modifiez l'activité de l'eau, certaines réactions chimiques peuvent s'accélérer ou ralentir.

De plus, si vous remplacez le sucre par un autre ingrédient qui ne brunira pas de la même manière, cela aura un impact sur les réactions de brunissement, et cela pourrait également avoir un impact biologique. En effet, lorsque l'activité de l'eau change, cela peut augmenter ou diminuer la sensibilité du produit à la croissance biologique de certains micro-organismes. Aujourd'hui, les consommateurs recherchent des aliments à faible teneur en sucre, mais ils veulent également des produits naturels ou « Clean Label ». Mary, pouvez-vous nous expliquer ce que signifie « Clean Label » et en quoi cela s'inscrit dans notre sujet ?

MG : Oui. J'ai trouvé cette citation très intéressante de Melanie Goulson, qui dit : « Remplacer la fonctionnalité du saccharose est déjà assez difficile, mais les formulateurs alimentaires doivent également tenir compte des questions réglementaires, des profils gustatifs, des objectifs nutritionnels, de la tolérance digestive, des questions de durée de conservation et des allégations relatives aux produits ». Il y a donc beaucoup de choses à prendre en compte lorsque vous êtes formulateur et que vous essayez de remplacer quelque chose qui semble aussi simple que le sucre. Le Clean Label est un mouvement lancé par les consommateurs, qui repose essentiellement sur la perception. C'est là que les choses se compliquent, car ce concept n'est pas clairement défini et n'est pas réglementé. Lorsqu'un consommateur recherche un Clean Label, il recherche ce qu'il considère comme des ingrédients naturels, c'est-à-dire sans arômes artificiels, colorants, conservateurs ou additifs synthétiques. Il recherche également la simplicité, il veut donc des produits dont le nom est plus reconnaissable, qui semblent moins chimiques ou artificiels. Il veut de la transparence.

Ils veulent savoir comment ces ingrédients sont obtenus ou comment ils ont été fabriqués ou transformés, et ils veulent un minimum de transformation, donc ils veulent des produits simples, dont ils comprennent la composition, mais cela peut être très déroutant dans un sens, car, par exemple, lorsque vous essayez de fabriquer disons un lait de noix, cela nécessite une grande quantité d'eau et un traitement important, et ce n'est pas un processus naturel, mais il est considéré comme assez propre et naturel parce que c'est un produit à base de plantes. Il peut donc être très difficile de gérer toutes ces perceptions qu'ont les consommateurs dans la formulation. Je tiens à mentionner une dernière chose : compte tenu de tout cela, les consommateurs sont exigeants et ne veulent aucun changement. S'ils apprécient un produit depuis de nombreuses années, ils ne veulent pas que ses caractéristiques changent, ce qui rend la tâche très difficile, car lorsque vous commencez à retirer des ingrédients pour les remplacer, vous introduisez d'autres saveurs et textures dans d'autres propriétés que vous devez essayer de gérer en tant que formulateur, ce qui n'est pas souhaitable. Ainsi, même si vous réussissez à produire ce produit Clean Label, s'il n'a pas bon goût ou s'il ne possède pas les caractéristiques recherchées par le consommateur, celui-ci ne l'achètera pas. C'est donc délicat.

ÉDULCORANTS SPÉCIFIQUES : ÉQUILIBRER LES AVANTAGES ET LES INCONVÉNIENTS

ZC : Oui, c'est un excellent point. Chaque fois que vous modifiez votre formulation et que vous essayez de conserver exactement le même profil gustatif, cela peut s'avérer très difficile, mais dans la section suivante, nous commencerons à parler de certains de ces édulcorants et de leurs avantages et inconvénients en matière de formulation. Au fur et à mesure que nous nous plongerons dans ces édulcorants alternatifs spécifiques, nous aborderons brièvement les défis fréquents qui y sont associés, en plus de leurs avantages et inconvénients, puis nous présenterons certaines données sur leur interaction avec l'humidité. Passons au premier, ou plutôt dressons d'abord la liste : nous allons examiner la stévia, le sorbitol, l'érythritol, le maltitol, le fructose, l'allulose, puis nous ferons également quelques mentions honorables.

MG : Oui, c'était difficile de réduire cette liste, donc...

ZC : Oui, oui. Je veux dire, il existe beaucoup d'options, donc il a été difficile de n'en retenir que cinq. Si vous avez des questions sur celles que nous n'avons pas abordées, nous serons ravis d'y répondre. Commençons par la stévia. Mary, pourquoi ne pas nous présenter les avantages et les inconvénients de la stévia ?

MG : Oui, je dirais que l'un des principaux avantages de la stévia est qu'elle est facilement disponible et que les gens la considèrent comme un édulcorant naturellement bon. En général... En raison de la taille de la molécule de stévia, son pouvoir sucrant varie considérablement, pouvant être 50 à 300 fois plus sucré que le saccharose, ce qui représente une large fourchette qui peut être un avantage ou un inconvénient, selon le point de vue. Elle est également stable au pH et à la chaleur, ce qui est vraiment un avantage si vous en avez besoin dans votre produit. L'un des inconvénients est qu'elle ne brunisse pas, donc si vous recherchez cette caractéristique dans un produit de boulangerie, c'est un élément à prendre en compte. Elle a également un arrière-goût amer et, honnêtement, la gamme de cet édulcorant peut également être un inconvénient, car vous devez vous assurer que le produit que vous utilisez pour la première fois dans une nouvelle formulation a le même type de sucrosité dans les formulations suivantes, afin d'obtenir la même source et le même niveau de sucrosité que ceux que vous attendez dans votre produit.

ZC : Le seul autre inconvénient que je pourrais ajouter, et cela vaut pour la plupart de ces édulcorants alternatifs, c'est que beaucoup d'entre eux peuvent avoir un impact négatif sur l'intestin. Ils peuvent avoir des effets gastro-intestinaux, c'est donc quelque chose à garder à l'esprit pour tous ces édulcorants. Passons au suivant. Le suivant est le sorbitol. D'après ce que j'ai compris, c'est un bon humectant, ce qui est un avantage. C'est également un édulcorant nutritif, il aura donc un certain impact calorique par rapport à d'autres options. Quels autres avantages avez-vous constatés chez les clients ou les entreprises qui utilisent cet édulcorant ?

MG : Exactement. C'est un alcool de sucre, et celui-ci, en particulier, est moins sucré. Il a environ 60 % de la saveur sucrée du sucre. C'est également un bon plastifiant en pâtisserie, il ralentit le processus de rassissement, ce qui en fait un bon substitut dans les produits de boulangerie si vous cherchez quelque chose qui va ralentir le rassissement. Il est donc très efficace dans ce domaine, et peu d'autres édulcorants ont cette propriété. C'est un édulcorant nutritif, ce qui signifie qu'il n'est pas sans calorie, mais il agit comme un alcool de sucre, et la plupart des alcools de sucre entrent en fait dans cette catégorie, où ils provoquent des troubles gastro-intestinaux, ce qui est une conséquence assez courante, je suppose, de ces édulcorants alternatifs, et c'est également le cas du sorbitol.

ZC : Oui. D'après ce que j'ai compris, cet ingrédient est utilisé dans de nombreux laxatifs de ce type, il faut donc faire très attention à la quantité que l'on ajoute à une formulation. Le prochain ingrédient dont nous aimerions parler est l'érythritol. Il s'agit d'un autre alcool de sucre. Quels sont ses avantages et ses inconvénients, Mary ?

MG : Oui, l'érythritol a un pouvoir sucrant similaire à celui du sorbitol, soit environ 60 à 70 % de celui du sucre. Il a un effet minime sur le taux de glycémie, ce qui est vraiment formidable, et il est également non calorique, donc il ne contient pratiquement aucune calorie, et il est assez connu. La plupart des gens savent ce qu'est l'érythritol. L'une des choses que nous avons trouvées vraiment intéressantes à propos de l'érythritol est sa faible solubilité dans l'eau, ce qui est un facteur important. Même s'il présente ces avantages, il faut tenir compte, lors de la formulation, du fait qu'il ne restera pas nécessairement sous la forme souhaitée. Il a également un léger effet rafraîchissant, ce qui limite son utilisation, mais il donne de bons résultats dans les glaces ou les chewing-gums, par exemple.

ZC : Très bien, vous avez mentionné cette faible capacité, et nous disposons effectivement de données spécifiques à ce sujet. Pouvez-vous nous en dire un peu plus sur ce graphique que nous avons sous les yeux et nous expliquer comment vous pouvez constater la perte de solubilité, en particulier dans ce type de données ?

MG : Oui, tout à fait. Lorsque nous avons commencé notre étude, nous avons testé tous ces édulcorants naturels et alternatifs, et l'une des choses que nous avons faites a été de préparer des solutions à partir de l'édulcorant dans de l'eau à 25 °C, puis nous avons observé dans quelle mesure ils réduisaient l'activité de l'eau. En gros, nous avons simplement vérifié leur pouvoir humectant, leur capacité à se lier à l'eau et à réduire l'activité de l'eau comme le ferait le saccharose, ce qui n'a pas été possible avec l'érythritol, ce qui était très intéressant. Il est simplement resté sous forme cristalline. Nous avons finalement décidé de préparer une solution et de la chauffer. Nous l'avons fait bouillir, puis nous l'avons réduit et avons prélevé des échantillons à intervalles réguliers pour mesurer la teneur en humidité et l'activité de l'eau. Nous avons ensuite construit manuellement une isotherme, une isotherme de désorption de l'érythritol. Cela a très bien fonctionné jusqu'à ce que nous atteignions une activité de l'eau d'environ 0,8. À ce stade, on pouvait physiquement observer la cristallisation, même à une température aussi élevée.

Ce que nous avons trouvé vraiment intéressant, c'est qu'après cela, nous avons obtenu un point de données supplémentaire après que le processus ait commencé à se cristalliser. Si vous regardez le graphique, vous pouvez voir où il y a une sorte de zigzag, et il passe de 0,8... Il monte à environ 0,9, même si la teneur en humidité est réduite, ce qui donne cette petite irrégularité amusante. Ce que vous voyez ici, c'est la cristallisation effective de l'érythritol. Lorsque celui-ci cristallise, sa structure devient rigide et il expulse l'eau à laquelle il était lié. Vous constatez donc que la teneur en humidité diminue, mais que l'activité de l'eau augmente. Maintenant, que se passera-t-il si cela se trouve dans votre produit et qu'il cristallise ? Vous aurez des cristaux d'érythritol à l'intérieur, et vous aurez également ajouté de l'eau. Vous allez en fait avoir de l'eau liquide qui sortira dans votre formulation, et cela n'est pas souhaitable.

ZC : Oui. Je veux dire, si cela se produit, ce produit devient soudainement susceptible de développer des micro-organismes, sans compter l'effet cristallin indésirable. C'est donc un élément à prendre en compte pour cet édulcorant alternatif spécifique. Passons à deux autres édulcorants. Le suivant est le maltitol. Nous avons récemment décidé de l'ajouter à notre présentation, ou plutôt à notre webinaire, mais pourquoi avez-vous pris cette décision, Mary ?

MG : On le trouve dans beaucoup de choses. J'ai commencé à faire une petite recherche rapide sur les formulations habituelles des bonbons, des gâteaux et divers autres produits, juste pour voir quelles entreprises changent leurs recettes et ce qu'elles ajoutent pour remplacer leur édulcorant. Parfois, cet édulcorant est le saccharose, parfois c'est du sirop de maïs à haute teneur en fructose. Il y a différentes choses, mais la moitié du temps, le maltitol apparaissait, alors nous avons voulu en parler ici. Il n'est pas facilement accessible aux consommateurs, mais il l'est pour les formulateurs. C'est un alcool de sucre.

Il est presque aussi sucré que le sucre, donc la fourchette que j'ai trouvée était comprise entre 75 et 90 %. Il avait les caractéristiques les plus similaires au sucre par rapport aux autres édulcorants alternatifs, donc nous parlons ici de la saveur sucrée et du volume. Il se dissout également de la même manière. L'un des points forts, et probablement la raison pour laquelle je l'ai beaucoup vu dans les bonbons et les confiseries, est qu'il a un point de fusion élevé et une texture crémeuse, ce qui lui permet de rester dans un état amorphe agréable dans un bonbon et donne également une sorte de crémeux au chocolat. Son goût était également très bon, sans arrière-goût métallique, de réglisse, d'acidité ou tout autre goût que l'on retrouve généralement dans les alcools de sucre.

C'est ce qu'on appelle un édulcorant nutritif, ce qui signifie qu'il contient quelques calories. J'ai également trouvé très intéressant le fait que son indice glycémique soit très similaire à celui du sucre, ce qui signifie qu'il fait monter votre glycémie. Il est donc bon pour les formulations, il a beaucoup d'avantages, mais en tant que consommateur, il est important de savoir qu'il va certainement affecter votre glycémie.

ZC : Très bien, passons maintenant au fructose. Il s'agit d'un sucre présent naturellement dans les fruits, comme les pommes, les raisins et les poires. Quels sont les avantages et les inconvénients du fructose ?

MG : Oui. C'est un sucre simple et naturel, qui constitue également la moitié du saccharose, ce qui en fait un bon humectant. Il permet de réduire la température de congélation. Il brunit, ce qui lui confère une belle réaction de Maillard, et il fermente, ce qui est tout à fait normal pour un sucre de fruit. Cependant, si je parle de sirop de maïs à haute teneur en fructose, personne ne va aimer ça, car le fructose a une connotation négative, en particulier sous cette forme qui n'est pas vraiment bonne.

C'est un édulcorant nutritif. Comme je l'ai dit, il contient deux fois moins de saccharose, donc il a le même nombre de calories que le saccharose, soit quatre calories par gramme, et manger trop de fructose peut avoir des effets néfastes sur votre corps, donc...

ZC : Oui, j'ai été surpris lorsque nous avons fait des recherches pour ce webinaire. Il existe certaines maladies ou troubles qui peuvent se développer à cause d'une consommation excessive de fructose. Le glucose est la source d'énergie préférée de l'organisme, donc le fructose finit par être acheminé vers le foie afin d'être transformé, mais c'est quelque chose à garder à l'esprit. Il faut vraiment limiter la quantité de fructose consommée ou réfléchir à la quantité consommée et peut-être aux risques pour la santé, ainsi qu'aux questions de saveur ou de qualité alimentaire. Les deux derniers sont l'allulose et le tagatose. Ne s'agit-il pas de fructose, ou en quoi sont-ils similaires au fructose ?

MG : Oui. Ce sont des produits nouveaux sur le marché et très populaires en ce moment. L'allulose, en particulier, que l'on trouve beaucoup dans les bonbons gélifiés et toutes sortes d'autres produits. L'allulose et le tagatose sont ce que l'on appelle des épimères du fructose, ce qui signifie qu'ils ont la même composition chimique, mais que leur structure est légèrement différente, ce qui modifie certaines de leurs propriétés. Tout comme le fructose, ils sont tous deux de bons humectants, ils abaissent la température de congélation et ont un bel effet brunissant, ce qui sont autant d'avantages indéniables.

L'allulose est environ 70 % plus sucré que le saccharose. Il peut avoir un goût légèrement amer, mais il est très populaire comme édulcorant compatible avec le régime cétogène. Le tagatose, bien qu'il ait la même structure que le fructose et l'allulose, a des propriétés légèrement différentes, ce qui le rend un peu plus sucré. Il est environ 90 % plus sucré que l'allulose, mais il contient des calories que l'on ne trouve pas dans l'allulose. Il n'a pas de goût amer.

Actuellement, la FDA l'a déclaré et ajouté au sucre, et ils se battent actuellement contre cela. J'imagine que le tagatose va être de plus en plus présent sur le marché. Je pense notamment à une entreprise qui a trouvé un nouveau moyen de le produire. L'une des raisons pour lesquelles cela a été difficile est que la production du tagatose est coûteuse, mais il y a eu une nouvelle avancée dans ce domaine, et j'imagine donc que le tagatose sera plus facilement disponible à l'avenir.

ZC : Vous avez raison, c'est un sucre rare, et c'est pourquoi nous voyons des entreprises comme Hershey's, qui a investi dans Bonumose, et je pense que c'est ce qu'elles produisent, car elles utilisent leurs propres enzymes et essaient de rendre ce sucre rare plus abordable afin qu'il puisse être utilisé dans certains substituts du sucre et certaines formulations. Nous examinerons tout cela dans certaines des données que nous avons recueillies. Examinons certaines des données que nous avons recueillies afin de comparer le pouvoir humectant du saccharose et de certains de ces édulcorants alternatifs. Comment avez-vous mis en place cette expérience, Mary, et pouvez-vous nous en dire un peu plus sur ce tableau que nous allons examiner et sur la manière de le lire ?

MG : Exactement. Nous voulions savoir, puisque le sucre est un bon humectant, comment se comportent les autres édulcorants en comparaison. Certes, ce n'est qu'un aspect parmi d'autres du sucre, qui possède de nombreuses autres propriétés nécessaires à ces formulations, mais nous allons nous concentrer ici sur son pouvoir humectant. En gros, lorsque je parlais tout à l'heure de ces isothermes manuelles, nous les avons réalisées pour tous nos édulcorants naturels, et nous avons pu établir une relation entre l'activité de l'eau et la teneur en humidité, et la mettre en relation, en termes de sucre, avec le saccharose. Nous avons une équivalence de sucrosité, donc je voulais en quelque sorte la mettre là, en variant les quantités.

La plupart de ces sucres sont... Eh bien, nous sommes plutôt à 50/50, en réalité. La moitié d'entre eux sont un peu moins, l'autre moitié un peu plus. En nous basant sur les relations que nous avons découvertes en laboratoire, nous avons pu calculer la quantité de ces édulcorants dont nous aurions besoin pour remplacer une quantité similaire de saccharose. Ainsi, si nous avons du saccharose et que nous visons une activité de l'eau de 0,85, cela signifie que nous avons créé une solution qui nous donnerait cette activité de l'eau spécifique. C'est ce que nous appelons l'humectance. Comment cela se compare-t-il au saccharose ? J'ai donc ce rapport d'humectance.

100 % correspondrait à la même quantité que le saccharose, puis tous les autres, et la plupart d'entre eux sont inférieurs, il faudrait moins de cet édulcorant pour produire un effet similaire, un effet de liaison similaire à l'eau. Cela m'a un peu surpris, car le saccharose est connu pour être un très bon humectant, et puis nous nous sommes penchés sur ces édulcorants naturels et nous nous sommes dit : « Ah, ils peuvent en fait être plus efficaces que le saccharose. » J'ai trouvé cela vraiment très intéressant. L'une des choses que je voulais ajouter au tableau est : « D'accord, mais que se passerait-il si nous ajoutions la même quantité de sucre dans nos formulations ? Quel serait le résultat en termes de sucrosité ? » J'ai donc ajouté cette petite note à la fin de mon tableau, la sucrosité pour un même nombre de grammes de saccharose. Si nous ajoutions la même quantité de ces édulcorants, quel serait leur niveau de sucrosité ? J'ai donc pris la moyenne pour la stévia, soit environ 160 fois plus sucré, et j'ai pensé que cela pourrait être une autre façon d'examiner ces données.

Si nous utilisons la même chose, si nous remplaçons simplement le sucre gramme pour gramme, qu'obtiendrons-nous en termes d'humectation, mais aussi en termes de sucrosité ? Vous obtiendrez un effet humectant similaire, mais le résultat sera également beaucoup plus sucré. Tout cela fait partie des considérations relatives à la formulation, honnêtement.

ZC : Ensuite, nous avons également recueilli certaines isothermes sur ces différents édulcorants alternatifs. C'est en quelque sorte notre pain quotidien que d'étudier la relation entre l'activité de l'eau et la teneur en humidité, alors examinons d'abord les alcools de sucre. Cela inclut le saccharose, ou plutôt nous allons comparer le saccharose au sorbitol et à l'érythritol. Que nous apprend l'isotherme que vous ne verriez peut-être pas si vous ne disposiez pas de ces données ?

MG : Exactement. Une chose qui était vraiment évidente, c'est que l'érythritol est très plat. C'est très similaire à ce qui se passe au-dessus, voyons voir, à environ neuf, deux activités de l'eau, ça monte tout droit. Ce qui se passe, c'est cette déliquescence, mais c'est aussi sa limite, donc quand je parlais tout à l'heure du problème de cristallisation que nous rencontrons avec l'érythritol, c'est ce que nous observons à 25 °C. Nous avons dû vraiment augmenter la température pour le faire passer en solution.

D'après ce que j'ai lu en ligne, c'est un problème. Un problème indéniable, donc en regardant cette isotherme, on peut voir tout de suite que le produit n'absorbera pas l'humidité tant qu'il n'aura pas atteint une température suffisamment élevée. Elle finira par se dissoudre à 25 °C. À l'inverse, lorsque nous examinons le sorbitol, nous constatons qu'il a un effet plus doux et que son pouvoir humectant est et a toujours été bon, de sorte qu'il commence à absorber l'humidité dès le début. Vers 0,7, il commence vraiment à décoller et à se lier fortement à l'eau.

Ce sont là quelques éléments faciles à retenir en observant cette isotherme. Nous pouvons également constater, comme je l'ai mentionné précédemment, que lorsque nous avons procédé autrement, en utilisant nos isothermes manuelles où nous avons chauffé et refroidi le produit tout en prélevant des échantillons pendant que nous éliminions l'humidité à haute température, les résultats sont corrélés. Ainsi, le point où la cristallisation commence est également visible sur cette isotherme.

ZC : J'aurais peut-être dû préciser qu'il s'agit d'isothermes d'absorption. Nous observons donc la manière dont l'eau se lie à ces édulcorants alternatifs, ce qui nous permet de voir très clairement les points d'inflexion ou les points de déliquescence où ceux-ci se dissolvent dans la solution. Examinons maintenant le fructose et ses relations avec quelques autres édulcorants. Nous allons donc nous intéresser au fructose, à l'allulose et au tagatose.

MG : Exactement.

ZC : Que voyons-nous ici par rapport à l'autre graphique ?

MG : Oui, c'est également très intéressant. Vous remarquerez que si l'on observe le saccharose, représenté par la courbe bleue, et le tagatose, représenté par la courbe rouge, ils sont presque superposés, ce qui signifie que leurs caractéristiques sont très similaires. Nous avons également constaté cela lors de nos recherches : certaines des propriétés du tagatose correspondent étroitement à celles du saccharose. Comme vous pouvez le voir ici, le fructose a en fait la plus faible activité hydrique au moment où il commence à se dissoudre, ce qui est intéressant, car il reste ainsi dans un état amorphe. L'allulose se situe quant à lui entre les deux.

Je dirais environ 0,73, puis on commence à voir sa réaction lorsqu'il commence à absorber l'humidité. Avant de quitter ce sujet, je voudrais juste insister à nouveau sur l'importance d'avoir un édulcorant à l'état amorphe, car ainsi, il peut se lier à l'eau. Une fois qu'il est cristallisé, il ne réagit avec l'eau qu'en surface, et vous ne bénéficiez donc pas des capacités de liaison avec l'eau que vous recherchez dans un édulcorant. Vous devez donc conserver votre édulcorant à l'état amorphe.

ZC : Terminons cette section par quelques mentions honorables. Comme nous l'avons mentionné précédemment, nous ne pouvons pas vraiment passer en revue tous les édulcorants alternatifs qui existent. Nous avons essayé de nous concentrer sur les cinq meilleurs, mais quels sont les autres édulcorants alternatifs que vous avez pu observer chez les clients avec lesquels nous travaillons ou lors de nos recherches ? Qu'avez-vous découvert ?

MG : Oui. L'extrait de fruit de moine était très populaire. C'est un édulcorant très puissant, ce qui est pratique, car il suffit d'en ajouter une petite quantité pour rehausser le goût sucré. Il n'ajoute pas vraiment de volume, car il est très sucré, donc il est vraiment utilisé uniquement pour cela. Nous avons également découvert l'extrait de racine de réglisse, mais comme vous pouvez l'imaginer, il a un goût de réglisse, ce qui limite son utilisation à des bonbons au goût prononcé ou à des produits similaires.

Un autre produit que nous avons souvent rencontré est le maltitol. Il s'agit également d'un alcool de sucre, environ deux fois moins sucré que le saccharose et contenant environ deux fois moins de calories. Il résiste à la cristallisation, ce qui est le principal avantage de l'isomalt, et c'est précisément pour cette raison qu'il est largement utilisé dans la confection de bonbons.

OBSTACLES ET SOLUTIONS : MÉLANGER LES ÉDULCORANTS

ZC : Encore une fois, si vous souhaitez en savoir plus sur d'autres édulcorants que nous n'avons pas mentionnés, n'hésitez pas à nous le faire savoir. Très bien, dans cette dernière section, nous allons parler du mélange de certains de ces édulcorants alternatifs. Nous n'avons pas recueilli de données dans notre laboratoire, mais nous avons pensé qu'il serait utile de parler un peu de certaines histoires ou preuves anecdotiques sur la façon dont différentes entreprises, fabriquant différents produits, parviennent à atteindre leur objectif et à obtenir la même texture, le même goût, etc. en utilisant un mélange de certains des sucres que nous avons mentionnés. Pour cela, je vais présenter les obstacles, puis Mary vous donnera la solution. Le premier obstacle concerne les édulcorants à haute intensité.

Ici, le problème est que vous ne pouvez en utiliser qu'une très petite quantité, car si vous en mettez trop, cela va vraiment altérer le goût ou peut-être avoir un impact négatif sur l'intestin. Lorsque vous utilisez un édulcorant à haute intensité, quelle est la solution dans ce cas ?

MG : Oui. Ça va être parfait pour obtenir ce profil agréable, rapide et sucré, comme celui du fruit du moine dont nous venons de parler, mais nous devons compenser la différence de masse, donc ajouter un agent de charge, de la maltodextrine, du polydextrose, des fibres d'inuline pour remplacer la masse perdue.

ZC : L'exemple suivant, que vous avez brièvement évoqué tout à l'heure, concerne la crème glacée. Si vous changez d'édulcorant et utilisez un édulcorant alternatif, vous perdrez une partie de cette capacité de rétention d'eau, ce qui pourrait avoir un effet sur l'abaissement du point de congélation. Quelle est donc la solution pour ce type de produit ?

MG : Oui. Je tiens à préciser qu'il n'y en a pas qu'un seul, mais voici un exemple. Vous pouvez utiliser l'érythritol, comme nous l'avons mentionné précédemment, car il permet de bien abaisser le point de congélation, ce qui est nécessaire pour faire de la crème glacée, mais vous pouvez peut-être ajouter autre chose, comme de la stévia ou d'autres agents de charge, pour donner plus de consistance à votre crème glacée, afin qu'elle soit plus onctueuse en bouche. Il s'agit donc toujours d'un mélange. Vous pouvez commencer par l'érythritol pour abaisser le point de congélation, ajouter un peu de stévia pour le goût sucré, puis ajouter un agent de charge pour obtenir la texture crémeuse que vous recherchez.

ZC : Ça me donne faim, tout ça. Passons maintenant aux barres nutritionnelles. On en voit de plus en plus. Beaucoup de fabricants de barres nutritionnelles veulent réduire leur teneur en calories et les rendre aussi saines que possible. Le problème, c'est que lorsque vous supprimez le sucre, celui-ci a en fait un impact considérable sur la texture de ce type de produits. Vous risquez donc d'obtenir un effet de durcissement que vous cherchiez justement à éviter. Je vois souvent des entreprises remplacer un ingrédient comme le sucre, et tout à coup, leur produit est complètement différent. Quelle solution pourrait-on proposer si l'on supprime le sucre dans ce type de produit ?

MG : Exactement. Une bonne solution pour cela pourrait être l'allulose, qui apporte de la douceur et possède de nombreuses propriétés similaires à celles du sucre, comme nous l'avons vu précédemment. Vous pouvez également ajouter de la fibre de maïs soluble, qui aidera à donner du volume, à conserver une bonne texture, à préserver le goût et à prolonger la durée de conservation. Si vous vous souvenez bien, l'une des fonctions du sucre est de ralentir le processus de rassissement et la coagulation des protéines, donc oui, ce n'est pas surprenant, et si vous examinez pourquoi cela durcit...

ZC : Nous avons actuellement un projet dans lequel nous étudions certaines barres nutritionnelles, donc j'espère pouvoir vous en dire plus à ce sujet ultérieurement. Parlons maintenant un peu des profils gustatifs. Vous pouvez rencontrer un obstacle lié au retard de la sensation sucrée. Avec le saccharose, vous vous attendez à un goût très spécifique. Il va toucher votre langue d'une certaine manière, mais lorsque vous commencez à utiliser certains de ces édulcorants alternatifs, cette sensation sucrée peut apparaître plus tard, ou elle peut être différente. Comment pouvons-nous envisager la formulation dans ce cas ?

MG : Exactement. Par exemple, la stévia a un goût sucré qui met un certain temps à se manifester et laisse parfois un arrière-goût un peu étrange. On peut donc la mélanger à de l'allulose ou du tagatose, qui procurent immédiatement cette sensation de douceur recherchée par les consommateurs. Bien sûr, cela présente également d'autres avantages, mais si vous recherchez cette sensation immédiate de douceur, ces ingrédients sont parfaits.

ZC : Et si l'obstacle est un arrière-goût désagréable ? J'ai entendu dire que les fruits du moine avaient un goût de peau de melon ou un arrière-goût désagréable, et que la stévia, comme nous l'avons mentionné, pouvait avoir un goût de réglisse. Que peut-on faire pour lutter contre ces arrière-goûts désagréables ?

MG : Oui. Il est intéressant de noter que j'ai vu qu'ils avaient combiné ces deux ingrédients, ce qui neutralise leurs saveurs désagréables et donne un goût sucré neutre. Il est donc intéressant de constater qu'ils peuvent avoir cet effet synergique lorsqu'on les mélange.

ZC : Enfin, qu'en est-il de l'érythritol ? Nous en avons déjà parlé à plusieurs reprises. Il procure une sensation de fraîcheur ou de refroidissement dans la bouche. Que faire si vous utilisez cet édulcorant alternatif spécifique ?

MG : Oui, et la stévia, j'ai vu ça aussi, où ils ajoutent un peu de stévia, et ça atténue un peu cet effet rafraîchissant. Une chose que nous n'avons pas mentionnée, et dont nous parlions justement tout à l'heure, c'est le xylitol, qui est très similaire à l'érythritol, en ce sens qu'il a un effet rafraîchissant. On le trouve dans le chewing-gum, et c'est aussi l'une des raisons pour lesquelles, si vous achetez un chewing-gum à la cannelle, il a toujours un goût de menthe à la cannelle, à cause du xylitol, à cause de l'effet rafraîchissant de cet édulcorant artificiel.

ZC : Intéressant. Le dernier exemple que nous avons ici est simplement un biscuit cuit au four. Si vous réduisez la quantité de sucre et utilisez un édulcorant alternatif, cela aura un impact sur la texture lorsque vous cuisinerez ce biscuit. Comment pouvez-vous surmonter ce type d'obstacle ?

MG : Oui. Je voulais donner cet exemple et en discuter un peu, car nous avons uniquement parlé de ces édulcorants alternatifs, mais il y a d'autres aspects à prendre en compte, et il existe peut-être d'autres moyens d'ajuster votre formulation, qui ne concernent pas uniquement le goût sucré. Voici un bon exemple : lorsque vous réduisez la quantité de sucre et ajoutez un édulcorant alternatif, vous n'obtenez pas le résultat escompté. Une solution consiste à augmenter le rapport graisse/farine, ce qui vous permettra d'obtenir le résultat souhaité et de réduire le temps de cuisson. C'est une autre façon d'ajuster votre recette pour tenir compte de la réduction de sucre.

ZC : Pour résumer, je sais que nous avons beaucoup parlé de la saveur sucrée, mais il faut également tenir compte des saveurs désagréables ou de certaines conséquences, comme les effets sur l'intestin.

MG : Oui, les conséquences.

ZC : Et vous devrez peut-être ajouter d'autres ingrédients fonctionnels. Si vous supprimez le sucre, vous devrez peut-être ajouter un émulsifiant ou un stabilisant, ou un agent de charge, et comme vous l'avez dit précédemment, il est extrêmement important de le maintenir dans un état amorphe afin d'éviter la cristallisation dans l'eau qui est expulsée.

MG : Exactement.

ZC : Pour résumer rapidement ce webinaire, nous avons expliqué pourquoi les édulcorants alternatifs sont si importants. Nous avons défini le sucre et expliqué comment il interagit avec l'humidité. Ensuite, nous avons abordé brièvement les aspects scientifiques du sucre et de ces édulcorants alternatifs. Nous avons examiné certains édulcorants alternatifs spécifiques. Nous avons présenté certains avantages et inconvénients.

Nous avons présenté quelques données, puis avons fait quelques mentions honorables. Pour conclure, nous avons examiné quelques mélanges ou quelques exemples anecdotiques illustrant comment certaines entreprises, en fonction du type de produit, relèvent ce défi et trouvent le bon type de mélange à utiliser dans leur cas particulier. C'est tout ce que nous voulions aborder aujourd'hui. N'oubliez pas de vous abonner à notre chaîne YouTube et de consulter nos podcasts. Nous allons maintenant passer à la section questions-réponses et répondre à vos questions.

SESSION DE QUESTIONS-RÉPONSES

Pouvez-vous nous parler des ingrédients de remplissage et des effets de remplissage de ces alternatives ?

ZC : Oui, nous avons abordé ce sujet un peu plus tôt lorsque nous avons présenté les obstacles et les solutions, en particulier pour les édulcorants à haute intensité, mais Mary, que sont ces agents de charge ?

MG : Oui. Ce qui en fait des agents de charge et la raison pour laquelle vous en avez besoin lorsque vous utilisez un autre édulcorant, c'est que le sucre ajoute une certaine masse, une certaine quantité de masse à votre formulation, et lorsque vous le retirez, vous devez remplacer cette masse. Nous avons donc des agents de charge qui peuvent être ajoutés, comme la maltodextrine. Un exemple courant est celui où vous allez à l'épicerie et que vous voulez acheter un produit comme un mélange à base de stévia. La stévia est très puissante, vous aurez donc un peu de stévia et beaucoup de maltodextrine, c'est pourquoi vous voyez beaucoup de mélanges de ce type. La maltodextrine, comme je viens de le dire, en fait partie, mais il peut s'agir aussi de polydextrose. L'inuline est un autre agent très populaire, tout comme les fibres. Nous avons évoqué les fibres de maïs solubles comme agents de charge, car elles sont capables d'absorber l'eau et de la retenir. Elles remplacent la masse, mais elles peuvent également remplacer une partie de la capacité de rétention d'eau perdue lorsque vous remplacez le sucre.

ZC : Je voudrais juste ajouter que si vous êtes un consommateur et que vous regardez cette vidéo, vérifiez bien le dos de l'étiquette, et si vous voyez qu'il y a un édulcorant alternatif, vous verrez également certains de ces agents de charge mentionnés sur cette étiquette.

Quel mélange édulcorant naturel imite le mieux le saccharose ?

ZC : C'est une question difficile, car selon vos objectifs, il peut s'agir d'un mélange différent ou de plusieurs de ces édulcorants alternatifs. Nous aurions donc besoin d'en savoir un peu plus sur le produit exact et les objectifs, mais comme nous l'avons vu précédemment, certains de ces édulcorants alternatifs se comportent de manière très similaire au saccharose. Par exemple, lorsque nous avons montré les isothermes, le tagatose était extrêmement similaire au saccharose. Si vous recherchez le même type de propriétés d'absorption, cela pourrait être un bon substitut ou un ingrédient à inclure dans votre mélange. Qu'ajouteriez-vous d'autre, Mary ?

MG : Oui, c'est une bonne remarque. Il est difficile de donner une réponse précise quant à ce qui est le mieux. Si l'on considère les édulcorants, le maltitol était vraiment bon, l'allulose était bon, le tagatose était bon en termes d'équivalence de sucrosité. Il avait également de bonnes propriétés humectantes, mais quand on commence à s'intéresser à d'autres produits, les alcools de sucre ont tendance à ne pas brunir, mais si vous avez un produit de boulangerie, cela ne serait peut-être pas une bonne idée de les utiliser. L'allulose ou le tagatose peuvent donc être préférables à cet égard, mais si vous avez une formulation différente où vous recherchez un produit à faible teneur en calories, ceux-ci ne sont pas nécessairement faibles en calories ou pas aussi faibles, car le tagatose est plus élevé que l'allulose, n'est-ce pas ? Il y a beaucoup de choses à prendre en compte lorsque vous remplacez le sucre et que vous choisissez le type de formulation.

Je tiens à dire qu'il existe de nombreux mélanges. Je veux dire par là que les entreprises travaillent très dur, les fabricants d'ingrédients travaillent très dur pour mettre au point des mélanges spécifiques pour différentes applications, donc...

Quels sont les substituts du sucre les plus efficaces pour réduire l'activité de l'eau ?

ZC : Oui, excellente question. C'est en fait un sujet dont nous avons parlé plus tôt dans le tableau que Mary et moi avons présenté, où nous avons comparé le pouvoir humectant de ces différents édulcorants alternatifs, et lesquels étaient les meilleurs selon les données ?

MG : Oui. En fait, les meilleurs étaient les épimères du fructose, donc le fructose lui-même, mais aussi l'allulose et le tagatose. Nous pouvions les utiliser pour réduire l'activité de l'eau à environ 0,20. C'était vraiment impressionnant, tant qu'ils restaient à l'état amorphe. J'aime toujours le dire, mais nous pouvions le faire. Nous pouvions leur conférer un très bon effet humectant, ce qui signifie qu'ils se lient très bien à l'eau, donc il fallait que ce soient ces épimères.

Ces édulcorants ont-ils le même effet sous forme de sirop ?

ZC : Oui. Lorsque nous avons passé en revue notre liste de substituts du sucre, nous n'avons pas vraiment abordé les sirops, mais il y en a certainement quelques-uns qui méritent d'être mentionnés. Quels sont ceux que vous avez examinés en laboratoire ?

MG : Oui. Il y en a quelques-uns, principalement des produits naturels, qui ne sont pas nécessairement faibles en calories, mais comme le sirop de riz brun ou le sirop d'agave, qui sont légèrement moins caloriques. Nous avons également examiné le sirop de tapioca. Le maltitol existe également sous forme de sirop, et ces produits sont vraiment très bons à ajouter. Ils vont être inclus, je vais le répéter plusieurs fois, mais ils permettent de conserver la bonne forme, n'est-ce pas ?

Cela ne va pas pouvoir cristalliser avec ça, mais ces sirops ne contiennent pas d'humidité ajoutée, vous devez donc en tenir compte dans votre formulation. Sachez simplement que vous ajoutez plus d'humidité et que cela doit être pris en compte, soit en cuisant, soit en réduisant, soit en utilisant une autre source d'eau, mais cela va être un facteur à prendre en compte, donc...

ZC : Oui, j'ajouterais simplement qu'il faut faire attention à l'humidité supplémentaire, et peut-être aussi aux saveurs indésirables, en particulier avec certains d'entre eux, donc oui. C'est juste un autre élément à garder à l'esprit.

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