Sostituire lo zucchero: Pro e contro dei 5 migliori dolcificanti alternativi

Poiché i sostituti non imitano perfettamente le caratteristiche dello zucchero, i formulatori si trovano di fronte a un lavoro complicato: Trovare nuovi modi per ottenere il gusto, la consistenza, la durata di conservazione e l'aspetto dello zucchero che soddisfino i consumatori.

Il 15 novembre Mary Galloway, responsabile del laboratorio di R&S alimentare del METER, e il dottor Zachary Cartwright, scienziato alimentare capo, presenteranno una ricerca originale che affronta le sfide legate all'uso di alternative allo zucchero. Tratteranno di:

• I pro, i contro e le frequenti sfide associate ai 5 principali dolcificanti alternativi
• I concetti scientifici che spiegano le caratteristiche uniche dello zucchero
• Come i formulatori possono utilizzare le misurazioni dell'attività dell'acqua per minimizzare le sfide che si presentano con i sostituti dello zucchero
• Come la miscelazione di diverse alternative allo zucchero può dare risultati migliori

Trascrizione, modificata per chiarezza

Dr. Zachary Cartwright: Se siete presenti a questo webinar, probabilmente sapete già che i dolcificanti alternativi sono un grosso problema. Ci sono state molte pressioni da parte dei consumatori e dei governi affinché lo zucchero venisse eliminato o ridotto in molte formulazioni alimentari, e speriamo che quello che abbiamo da condividere oggi vi aiuti a capirlo meglio. Si tratta di un mercato enorme. Il suo valore supera i 18 miliardi di dollari e, secondo le ricerche che siamo riusciti a trovare, è destinato a crescere nel prossimo decennio, quindi è qualcosa a cui prestare attenzione, sia che siate preoccupati dell'impatto finanziario, sia che siate scienziati alimentari e vogliate capire quale dolcificante alternativo dovreste usare per sostituire lo zucchero. Mary, di cosa parleremo oggi in questo webinar?

Mary Galloway: Sì. Parleremo nello specifico di cos'è lo zucchero e di come si relaziona con l'umidità e l'interazione che si crea. Parleremo anche delle caratteristiche qualitative e di cosa significhi avere un'etichetta pulita, perché il consumatore non vuole solo una riduzione dello zucchero, ma anche altre cose. Dopo aver parlato di questo, parleremo nello specifico di cinque dolcificanti alternativi che abbiamo studiato e vi forniremo i dati e le informazioni che abbiamo ottenuto su di essi.

LA REALTÀ: COME FUNZIONA LO ZUCCHERO

ZC: Bene, iniziamo costruendo le basi. Parleremo di cos'è lo zucchero, di alcune prospettive qualitative che bisogna tenere presenti quando lo si inserisce in una formulazione e poi parleremo anche di come lo zucchero si relaziona all'umidità nelle formulazioni alimentari. In generale, lo zucchero da tavola è il saccarosio. Si tratta di un disaccaride di glucosio e fruttosio. Di solito proviene dalla canna da zucchero o dalle barbabietole da zucchero e, di solito, viene prodotto in ... Tra i principali produttori figurano l'India, il Brasile e la Tailandia, solo per citare alcuni paesi. Mary ci parlerà un po' del saccarosio e di cosa bisogna tenere conto quando lo si usa in una formulazione.

MG: Il numero uno è la dolcezza. È lo standard con cui tutto viene confrontato. Inoltre, conferisce sapori più intensi, per cui, oltre al dolce, la sua scomposizione chimica farà emergere altri sapori nel prodotto. Inoltre, influisce sulla lievitazione in tre modi diversi: l'aerazione causata dallo zucchero che intrappola l'aria nelle molecole di grasso, il lievito che consuma lo zucchero, la stabilizzazione degli albumi e il legame con le proteine e, infine, l'intensificazione del colore, grazie alla reazione di Maillard che reagisce con gli aminoacidi, per ottenere un bel marrone nei prodotti da forno.

ZC: Il modo in cui l'umidità si inserisce in questo contesto è che il saccarosio è una molecola polare, quindi ci sarà un effetto di legame idrogeno con l'acqua. Le aree positive delle molecole d'acqua interagiscono con le aree negative del saccarosio e, grazie a queste interazioni, il saccarosio è un ottimo umettante. È qualcosa che lega o blocca l'acqua in modo che non sia disponibile per altre reazioni o per la crescita microbica o per altre cose di cui ci si potrebbe preoccupare negli alimenti. In che altro modo il saccarosio interagisce con l'acqua?

MG: Sì, in realtà è uno dei componenti principali delle formulazioni, è la reazione tra loro. Come si legano acqua e saccarosio? Primo, crea tenerezza perché assorbe l'acqua, riduce la formazione del glutine, quindi riduce la formazione di muffe nel pane e ritarda anche la coagulazione delle proteine. Aggiunge croccantezza, quindi quando si cuoce qualcosa, l'umidità evapora all'esterno e lo zucchero ricristallizza. Come abbiamo già detto, è un ottimo umettante, il che significa che si lega direttamente all'acqua e aumenta il contenuto di umidità, quindi se volete che qualcosa sia più tenero o abbia più umidità, l'aggiunta di zucchero vi aiuterà molto.

È anche molto utile per prolungare la durata di conservazione. Poiché riduce l'attività dell'acqua, inibisce la crescita microbica, ma inizia anche a limitare le reazioni chimiche e migliora la stabilità generale. Infine, abbassa il punto di congelamento, quindi se si tratta di gelati, si lega all'acqua e impedisce all'acqua di cristallizzare nei prodotti lattiero-caseari congelati, quindi si tratta di effetti molto importanti ed enormi in tutti i prodotti che devono contenere zucchero.

SCIENZA E PRINCIPI: CONSIDERAZIONI SULLA SOSTITUZIONE DELLO ZUCCHERO

ZC: Va bene. È un'ottima osservazione, Mary, ed è per questo che nella prossima sezione parleremo della scienza che sta dietro alla sostituzione di parte dello zucchero con dolcificanti alternativi. Ci sono molte cose da tenere a mente, come hai appena detto, tutte queste caratteristiche diverse sono influenzate dallo zucchero. Non si tratta solo di dolcezza, quindi inizieremo a parlare di alcune caratteristiche, quindi dei prodotti finali da tenere a mente, e poi cercheremo anche di definire cosa significa avere un'etichetta pulita e come questi sostituti dello zucchero si inseriscono in questo contesto. Per quanto riguarda la sostituzione dello zucchero, la questione dello zucchero è davvero complessa e molto più sofisticata di quanto possa sembrare all'inizio.

Quando lo cambiate, tenete presente che questo ha un impatto molto forte sull'attività dell'acqua. Questo ci riporta a quando abbiamo parlato di umettatura. Ogni volta che si modifica l'attività dell'acqua, questo può avere un impatto sulle caratteristiche fisiche del prodotto. Bisogna tenere presente la consistenza che si vuole ottenere, se si vuole ottenere una certa croccantezza o friabilità. Qualunque sia la consistenza, non appena si elimina lo zucchero, anche la consistenza può cambiare. Bisogna tenere conto degli effetti chimici, per cui quando si modifica l'attività dell'acqua, alcune reazioni chimiche possono aumentare o diminuire di velocità.

Inoltre, se si sostituisce il prodotto con uno zucchero che non ha lo stesso grado di doratura, ci sarà un impatto sulle reazioni di doratura e potrebbe esserci anche un impatto biologico, per cui la variazione dell'attività dell'acqua potrebbe aumentare o diminuire la suscettibilità del prodotto alla crescita biologica di alcuni microrganismi. Ora, i consumatori cercano di ridurre gli zuccheri nella loro dieta, ma vogliono anche un'etichetta naturale o pulita. Mary, puoi parlarci un po' di cosa significa avere un'etichetta pulita e come questo si adatta al nostro argomento?

MG: Sì. Ho trovato una citazione molto interessante di Melanie Goulson, che dice: "Sostituire la funzionalità del saccarosio è già abbastanza difficile, ma i formulatori di alimenti devono anche considerare le questioni normative, i profili di gusto, gli obiettivi nutrizionali, la tolleranza digestiva, le questioni relative alla durata di conservazione e le indicazioni sul prodotto", quindi c'è molto da tenere in considerazione quando si è un formulatore e si cerca di sostituire qualcosa che sembra così semplice come sostituire lo zucchero. L'etichetta pulita è un movimento dei consumatori e si tratta di una questione di percezione, ed è qui che diventa un po' difficile perché non è ben definita e non è nemmeno regolamentata. Quando un consumatore cerca un'etichetta pulita, cerca quelli che considera ingredienti naturali, quindi niente aromi artificiali, coloranti, conservanti o additivi sintetici. Cerca anche la semplicità, quindi vuole che il nome sia più riconoscibile e che il suono sia meno chimico o artificiale. Vogliono trasparenza.

Vogliono avere informazioni sulla provenienza degli ingredienti o sulla loro produzione e vogliono una lavorazione minima, quindi vogliono che le cose siano semplici e che si capisca come sono state ottenute nel loro prodotto, ma questo può essere molto confuso in un certo senso, perché, per esempio, quando si cerca di fare, per esempio, un latte di noci, ci vuole una tonnellata di acqua e una tonnellata di lavorazione e non è un processo naturale, ma è considerato abbastanza Clean Label e naturale perché è un prodotto vegetale, quando si cerca di produrre, ad esempio, un latte di noci, che richiede una tonnellata di acqua e una tonnellata di lavorazione e non è un processo naturale, ma è considerato abbastanza Clean Label e naturale perché è un prodotto a base vegetale, quindi cercare di navigare in tutte queste percezioni che un consumatore ha nella formulazione può essere molto difficile. Vorrei menzionare un'altra cosa: tenendo conto di tutto questo, i consumatori sono esigenti e non vogliono che nulla cambi, quindi se hanno avuto un prodotto che hanno apprezzato per molti anni, non vogliono che gli attributi di quel prodotto cambino, quindi è anche molto difficile perché quando si inizia a togliere qualcosa per sostituirlo, introdurre altri sapori e consistenze in altre proprietà che, in qualità di formulatore, si deve cercare di gestire e che non saranno desiderabili, quindi anche se si riesce a produrre un prodotto Clean Label, se non ha un buon sapore o non ha gli attributi che il consumatore desidera, non lo comprerà, quindi è difficile.

EDULCORANTI SPECIFICI: BILANCIAMENTO DEI PRO E DEI CONTRO

ZC: Sì, ed è un'ottima osservazione. Ogni volta che si cambia la formulazione e si cerca di mantenere lo stesso identico profilo gustativo, può essere davvero difficile farlo, ma nella prossima sezione inizieremo a parlare di alcuni di questi dolcificanti e dei loro pro e contro in relazione alla formulazione. Mentre ci immergiamo in questi dolcificanti alternativi specifici, parleremo un po' delle sfide frequenti con essi, oltre ai pro e ai contro, e poi mostreremo alcuni dati su come interagiscono con l'umidità. Per ora, o forse per elencarli, esaminiamo la stevia, il sorbitolo, l'eritritolo, il maltitolo, il fruttosio, l'allulosio, e poi ci saranno anche alcune menzioni d'onore.

MG: Sì, è stata una lista difficile da ridurre, quindi...

ZC: Sì, sì. Ci sono molte opzioni, quindi è stato difficile ridurle a cinque. Se ci sono domande su alcune di quelle che non abbiamo esaminato, siamo felici di rispondere. Iniziamo con la stevia. Mary, perché non mi dici i pro e i contro della stevia?

MG: Sì, direi che uno dei maggiori vantaggi della stevia è che è facilmente reperibile e che la gente la capisce e la accetta come dolcificante naturale. In genere è... A causa delle dimensioni della molecola della stevia, ha una quantità variabile di dolcezza, per cui può essere da 50 a 300 volte più dolce del saccarosio, quindi è un'ampia gamma, che può essere un vantaggio o un svantaggio, a seconda di come la si guarda. È anche stabile al pH e al calore, il che è molto positivo se ne avete bisogno nel vostro prodotto. Uno degli aspetti negativi è che non imbrunisce, quindi se lo cercate in un prodotto da forno, è un aspetto da tenere in considerazione; inoltre ha un retrogusto amaro e, onestamente, anche la gamma del dolcificante potrebbe essere negativa, perché dovete assicurarvi che ciò che acquistate la prima volta in una nuova formulazione abbia lo stesso tipo di dolcezza nelle formulazioni successive, in modo da ottenere la stessa fonte e lo stesso livello di dolcezza che vi aspettate nel vostro prodotto.

ZC: L'unico altro inconveniente che potrei aggiungere, e questo vale per la maggior parte di questi dolcificanti alternativi, è che molti di essi possono avere un impatto negativo sull'intestino delle persone. Possono avere un impatto gastrointestinale, quindi è sicuramente un aspetto da tenere presente per tutti questi dolcificanti. Passiamo al prossimo. Il prossimo è il sorbitolo. A quanto mi risulta, questo è un buon umettante, quindi è un vantaggio. È anche un dolcificante nutritivo, quindi avrà un certo impatto calorico rispetto ad altre opzioni. Quali altri vantaggi ha riscontrato nei clienti o nelle aziende che utilizzano questo dolcificante?

MG: Esatto. È un alcol di zucchero e questo, in particolare, è meno dolce. Ha circa il 60% di dolcezza rispetto allo zucchero. È anche un buon plastificante nella cottura, quindi rallenta il processo di solidificazione, quindi sarebbe un buon sostituto nei prodotti da forno se si cerca qualcosa che rallenti la solidificazione, quindi fa un buon lavoro in questo senso, e non molti altri dolcificanti hanno anche questo. È un dolcificante nutritivo, il che significa che non è a zero calorie, ma è un alcool di zucchero, e la maggior parte degli alcoli di zucchero rientrano in questa categoria, dove hanno un qualche tipo di disturbo gastrointestinale, quindi questa è una conseguenza piuttosto comune, credo si possa dire, di questi dolcificanti alternativi, e questo è il caso anche del sorbitolo.

ZC: Sì. Da quello che so, è stato usato in molti lassativi in questo tipo di formulazioni, quindi bisogna fare attenzione alla quantità di questo prodotto che si può aggiungere a una formulazione. Il prossimo di cui vorremmo parlare è l'eritritolo. Si tratta di un altro alcol di zucchero. Quali sono i pro e i contro, Mary?

MG: Sì, l'eritritolo ha una dolcezza simile a quella del sorbitolo, quindi è dolce al 60-70% come lo zucchero. Ha un effetto minimo sul livello di zucchero nel sangue, il che è davvero ottimo, ed è anche non calorico, quindi non ha quasi nessuna caloria, ed è abbastanza conosciuto. La maggior parte delle persone sa cos'è l'eritritolo. Una delle cose che abbiamo trovato davvero interessanti sull'eritritolo è che ha una bassa solubilità in acqua, e questo è un fattore importante, quindi anche se ha queste ottime proprietà, è qualcosa da tenere in considerazione quando si usa la formulazione, che non rimarrà necessariamente nella forma che si desidera. Ha anche un effetto leggermente rinfrescante e questo lo rende più limitato nelle sue applicazioni, ma l'uso in gelati o gomme da masticare ha una buona risposta.

ZC: Bene, e lei ha menzionato questa bassa capacità, e abbiamo alcuni dati su questo aspetto specifico, quindi perché non ci parla un po' di questo grafico che stiamo guardando, e di come riesce a vedere la perdita di solubilità, in particolare in questo tipo di dati?

MG: Sì, assolutamente. Quando abbiamo iniziato a condurre uno studio, stavamo impostando tutti questi dolcificanti naturali e alternativi, e una delle cose che stavamo facendo era creare soluzioni del dolcificante in acqua a 25 gradi C, e poi vedere quanto riducono l'attività dell'acqua, quindi in pratica, stiamo controllando l'umettanza, quanto si legano all'acqua e riducono l'attività dell'acqua come potrebbe fare il saccarosio, e non potevamo farlo con l'eritritolo, il che era davvero interessante. Rimaneva in forma cristallina. Alla fine abbiamo preparato una soluzione e l'abbiamo riscaldata. L'abbiamo fatta bollire e poi abbiamo prelevato periodicamente un campione per ottenere il contenuto di umidità e l'attività dell'acqua e abbiamo costruito manualmente un'isoterma, un'isoterma di desorbimento dell'eritritolo. Ha funzionato molto bene, fino a quando non siamo arrivati a circa 0,8 di attività dell'acqua, e a quel punto si poteva vedere fisicamente la cristallizzazione, anche a quel calore elevato.

Quello che abbiamo trovato di veramente interessante è che dopo questo, abbiamo ottenuto un altro punto di dati dopo che ha iniziato a cristallizzarsi. Se si osserva il grafico, si può notare che il valore passa da 0,8 a 0,9, anche se il contenuto di umidità è diminuito. Sale a circa 0,9, anche se il contenuto di umidità è diminuito, quindi ha questa strana frastagliatura, e quello che si vede è l'effettiva cristallizzazione dell'eritritolo, e quando cristallizza, la struttura diventa rigida e butta fuori l'acqua a cui era legato, quindi si vede che il contenuto di umidità diminuisce, ma aumenta l'attività dell'acqua. Ora, se questo prodotto è presente e si cristallizza, si avranno cristalli di eritritolo e si aggiungerà acqua. L'acqua liquida si diffonderà nella formulazione, il che è indesiderabile.

ZC: Sì. Se ciò accade, il prodotto diventa improvvisamente suscettibile alla crescita microbica e in più si ha l'effetto dei cristalli, quindi è sicuramente un aspetto da tenere presente per questo specifico dolcificante alternativo. Passiamo a un altro paio di prodotti. Il prossimo è il maltitolo. Abbiamo deciso proprio di recente di aggiungerlo alla nostra presentazione o al nostro webinar, ma perché hai deciso di aggiungerlo, Mary?

MG: È presente in molte cose. Ho iniziato a fare una piccola e veloce ricerca sulle normali formulazioni di caramelle, torte e altre cose del genere, per vedere quali aziende stanno cambiando, cosa stanno inserendo per sostituire il loro dolcificante. A volte il dolcificante è il saccarosio, a volte è lo sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio. Si tratta di varie cose, ma la metà delle volte è venuto fuori il maltitolo, quindi abbiamo voluto inserire qualcosa al riguardo. Non è facilmente disponibile per i consumatori, ma lo è per i formulatori, quindi è un alcol di zucchero.

È dolce quasi quanto lo zucchero, quindi la gamma che ho trovato va dal 75 al 90%. Presenta le caratteristiche più simili allo zucchero che ad altri dolcificanti alternativi, quindi parliamo di dolcezza e massa. Si scioglie in modo simile. Uno dei punti di forza, e probabilmente il motivo per cui l'ho visto spesso nelle caramelle e nei dolci, è che ha un elevato punto di fusione e una consistenza cremosa, che lo fa rimanere in un piacevole stato amorfo nelle caramelle, oltre a dare una sorta di cremosità al cioccolato. Anche il sapore era davvero buono, non aveva un retrogusto metallico, né di liquirizia, né di acido, né di altre cose che si tende ad avere con gli alcoli di zucchero.

È quello che si definisce un dolcificante nutritivo, il che significa che contiene alcune calorie. L'altra cosa che ho trovato davvero interessante è che il suo indice glicemico è davvero simile a quello dello zucchero, quindi significa che fa salire la glicemia, quindi è ottimo per le formulazioni, fa un sacco di cose buone, ma come consumatore, sarebbe importante sapere che influirà sicuramente sulla glicemia.

ZC: Bene, passiamo al fruttosio. Si tratta di uno zucchero della frutta, naturalmente presente in alimenti come le mele, l'uva e le pere, quindi il fruttosio, quali sono i pro e i contro di questo zucchero?

MG: Sì. È uno zucchero semplice e naturale, ed è anche la metà del saccarosio, quindi è un buon umettante. È ottimo per abbassare la temperatura di congelamento. Si scurisce, quindi ha una bella reazione di Maillard, e fermenta, quindi tutti questi tipi di cose hanno senso con lo zucchero della frutta. Tuttavia, se dico sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio, non piacerà a nessuno, quindi c'è una sorta di connotazione del fruttosio, soprattutto in quella forma, che non è molto positiva.

È un dolcificante nutriente. Come ho detto, è la metà del saccarosio, quindi ha lo stesso numero di calorie del saccarosio, quindi quattro calorie per grammo, e mangiare troppo fruttosio può avere effetti negativi sul corpo, quindi ...

ZC: Sì, in effetti sono rimasto sorpreso mentre facevamo ricerche per questo webinar. Ci sono alcune malattie o disturbi che si possono sviluppare a causa di un eccesso di fruttosio. Il glucosio è la fonte preferita dall'organismo, quindi il fruttosio finisce per arrivare al fegato e per essere convertito, ma c'è qualcosa da tenere a mente con il fruttosio, quindi in realtà, per ognuno di questi, è bene limitare la quantità o pensare a quanto ce n'è e a quali sono le preoccupazioni per la salute, oltre a quelle per il sapore o la qualità del cibo. Gli ultimi due sono l'allulosio e il tagatosio. Questi non sono fruttosio o sono simili al fruttosio?

MG: Sì. Sono nuovi sul mercato e sono molto richiesti in questo momento. L'allulosio, in particolare, lo abbiamo trovato spesso nelle caramelle gommose e in tutti i tipi di prodotti. L'allulosio e il tagatosio sono ciò che chiamiamo un epimero del fruttosio, il che significa che hanno la stessa composizione chimica, ma sono disposti in modo leggermente diverso, il che cambia alcune delle loro proprietà. Come il fruttosio, sono entrambi buoni umettanti, abbassano la temperatura di congelamento e hanno un buon effetto imbrunente.

L'allulosio è circa il 70% più dolce del saccarosio. Può avere un sapore leggermente amaro, ma è molto popolare tra i dolci chetogenici. Il tagatosio, pur avendo la stessa struttura del fruttosio e dell'allulosio, ha proprietà leggermente diverse, quindi è un po' più dolce. È dolce al 90% circa come l'allulosio, ma il tagatosio contiene alcune calorie che non sono presenti nell'allulosio. Non c'è sapore amaro.

Attualmente, la FDA lo ha dichiarato zucchero aggiunto e sta combattendo contro di lui. Immagino che il tagatosio sarà sempre più disponibile sul mercato. Mi viene in mente un'azienda specifica che ha trovato un nuovo modo di produrlo. Uno dei motivi per cui è stato difficile è che la produzione di tagatosio è costosa, e c'è stato un nuovo sviluppo su come produrlo, quindi immagino che in futuro il tagatosio sarà più facilmente disponibile.

ZC: Hai ragione, si tratta di uno zucchero raro, ed è per questo che vediamo aziende come Hershey's, che ha investito in Bonumose, e credo che questo sia ciò che stanno producendo perché utilizzano i propri enzimi e cercano di rendere questo zucchero raro più accessibile in modo che possa essere presente in alcuni sostituti dello zucchero e in alcune formulazioni. Analizzeremo tutto questo in alcuni dei dati che abbiamo raccolto. Vediamo alcuni dei dati che abbiamo raccolto per confrontare l'umettatura tra il saccarosio e alcuni di questi dolcificanti alternativi. Come hai impostato questo esperimento, Mary, e parlaci un po' di questa tabella che stiamo per vedere e di come leggerla?

MG: Giusto. Volevamo sapere, visto che lo zucchero è un buon umettante, come si comportano gli altri dolcificanti? Certo, questo è solo un aspetto di ciò che lo zucchero porta in tavola, quindi ha molti altri attributi che sono necessari in queste formulazioni, ma qui ci concentreremo sull'umettanza. In pratica, quando prima parlavo di queste isoterme manuali, le abbiamo fatte per tutti i nostri dolcificanti naturali e siamo riusciti a produrre una relazione tra l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità e a metterla in relazione, in termini di zucchero, con il saccarosio. Abbiamo un'equivalenza di dolcezza, quindi volevo metterla in evidenza, variando le quantità.

La maggior parte di questi zuccheri sono... Beh, in realtà siamo al 50%. Metà sono un po' meno, metà un po' di più. In base alla relazione che abbiamo trovato in laboratorio, siamo riusciti a calcolare la quantità di massa di questi dolcificanti necessaria per sostituire una quantità simile di saccarosio, quindi se abbiamo il saccarosio e puntiamo a un'attività dell'acqua di 0,85, cioè abbiamo fatto la soluzione, che ci darà quell'attività specifica dell'acqua, quindi questo è ciò che stiamo parlando di umettanza. Come si confronta con il saccarosio e quindi ho questo rapporto di umettanza.

Il 100% sarebbe la stessa quantità di saccarosio, e poi tutti gli altri, e la maggior parte di essi sono meno, ci vorrebbe meno di quel dolcificante per produrre un effetto simile, un effetto simile di legame con l'acqua. È stata una piccola sorpresa, perché il saccarosio è noto per essere un ottimo umettante, e poi ci giriamo e guardiamo questi dolcificanti naturali e diciamo: "Ah, in realtà possono essere migliori del saccarosio". L'ho trovato davvero molto interessante. Una delle cose che volevo aggiungere sul tavolo è: "Ok, e se aggiungessimo la stessa quantità di zucchero nelle nostre formulazioni? Che cosa otterremmo in termini di dolcezza?", e così ho inserito questa piccola parte alla fine della mia tabella, la dolcezza per gli stessi grammi di saccarosio, quindi se aggiungiamo la stessa quantità di questi dolcificanti, quanto saranno dolci, e così ho preso una media per la stevia, quindi 160 volte più dolce, e ho pensato che forse dava un altro modo di guardare a questi dati.

Se usiamo lo stesso, se sostituiamo grammo per grammo lo zucchero, cosa otterremo in termini di umettatura e anche di dolcezza, in modo da ottenere un effetto umettante simile, ma anche molto più dolce, quindi tutto fa parte della considerazione della formulazione, onestamente.

ZC: Abbiamo anche raccolto alcune isoterme su questi diversi dolcificanti alternativi. Questo è il nostro pane quotidiano per esaminare la relazione tra l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità, quindi esaminiamo prima gli alcoli dello zucchero. Tra questi c'è il saccarosio, o meglio, analizzeremo il saccarosio rispetto al sorbitolo e all'eritritolo. Che cosa si evince dall'isoterma che non si potrebbe vedere se non si disponesse di questi dati?

MG: Giusto. Una cosa molto evidente è che l'eritritolo è così piatto. È molto simile al caso in cui al di sopra, vediamo, di circa nove, due attività dell'acqua, va dritto verso l'alto. Ciò che accade è la deliquescenza, ma questo è anche il suo limite di capacità, quindi quando prima parlavo del problema di cristallizzazione che stiamo riscontrando con l'eritritolo, questo è ciò che vedremmo a 25 C. Abbiamo dovuto alzare il calore per farlo andare in soluzione.

Da quanto ho letto online, questo è un problema. Un problema certo, quindi se guardiamo questa isoterma, possiamo capire subito che non assorbirà l'umidità fino a quando non sarà abbastanza alta. Alla fine si scioglierà a 25 C. Al contrario, se osserviamo il sorbitolo, questo ha un effetto più delicato e si può notare che ha una buona risposta umettante, quindi inizia ad assorbire l'umidità praticamente da subito. Intorno allo 0,7, inizia davvero a decollare e a legarsi molto all'acqua.

Queste sono alcune cose semplici che possiamo imparare osservando questa isoterma. Possiamo anche vedere, e come ho accennato prima, quando abbiamo fatto le nostre soluzioni nell'altro modo, le nostre isoterme manuali in cui riscaldavamo e raffreddavamo e prendevamo questi campioni mentre toglievamo l'umidità a questo calore elevato, sono correlate, quindi dove avviene quel punto, dove iniziano a cristallizzare, si può vedere anche in questa isoterma.

ZC: Forse avrei dovuto dire che queste sono isoterme di assorbimento, quindi stiamo osservando il modo in cui l'acqua si lega a questi dolcificanti alternativi e possiamo vedere chiaramente i punti di inflessione o di deliquescenza in cui questi vanno in soluzione. Esaminiamo ora il fruttosio e la sua relazione con altri dolcificanti, quindi esamineremo il fruttosio, l'allulosio e il tagatosio.

MG: Giusto.

ZC: Cosa vediamo qui rispetto all'altro grafico?

MG: Sì, anche questo è molto interessante. Noterete che se guardiamo il saccarosio, che è la traccia blu, e il tagatosio, che è la traccia rossa, sono quasi uno sopra l'altro, quindi le loro caratteristiche sono molto simili. Lo abbiamo notato anche noi durante le nostre ricerche: alcuni degli attributi del tagatosio sono simili a quelli del saccarosio. Guardando qui, noterete che il fruttosio ha l'attività dell'acqua più bassa, in cui inizia a dissolversi, e questo è un bene, in modo che rimanga in quello stato amorfo. Poi, l'allulosio si trova più o meno nel mezzo.

Direi che si aggira intorno allo 0,73 e poi iniziamo a vedere la sua risposta, quando inizia ad assumere umidità. Prima di lasciare l'argomento, vorrei sottolineare ancora una volta l'importanza di avere il dolcificante in uno stato amorfo, perché in questo modo può legarsi all'acqua. Una volta che è cristallino, l'unico modo in cui reagisce con l'acqua è sulla superficie, e quindi non otterrete le capacità di legare l'acqua che vorreste vedere e desiderare in qualcosa quando cercate un dolcificante, quindi dovete mantenere il dolcificante in uno stato amorfo.

ZC: Concludiamo questa sezione con alcune menzioni d'onore. Come abbiamo detto prima, non possiamo esaminare tutti i dolcificanti alternativi che ci sono in circolazione. Abbiamo cercato di concentrarci sui primi cinque, ma quali sono gli altri dolcificanti alternativi che avete visto dai clienti con cui lavoriamo o quando abbiamo fatto le nostre ricerche? Che cosa avete trovato?

MG: Sì. L'estratto di frutto di monaco era molto importante. È un dolcificante molto potente, quindi è bello perché se ne può aggiungere solo un po' per aumentare il profilo di dolcezza. In realtà non aggiunge nulla perché è molto dolce, quindi serve solo per quella parte. Abbiamo trovato anche l'estratto di radice di liquirizia, ma, come si può immaginare, ha un sapore di liquirizia, quindi tende a essere più limitante per l'uso in una caramella dal sapore forte o qualcosa del genere.

Un altro che abbiamo incontrato spesso è il maltitolo. Anch'esso è un alcool di zucchero, dolce circa la metà del saccarosio e con circa la metà delle calorie, quindi ha ancora il suo valore. Resiste alla cristallizzazione, il che è il principale vantaggio dell'isomalto, e lo si usa molto nelle caramelle proprio per questo motivo.

OSTACOLI E SOLUZIONI: MISCELAZIONE DI EDULCORANTI

ZC: Anche in questo caso, se ci sono altri dolcificanti che non abbiamo incluso e che vorreste conoscere, fatecelo sapere. Bene, in questa sezione finale parleremo della miscelazione di alcuni di questi dolcificanti alternativi. Non abbiamo raccolto dati nel nostro laboratorio, ma abbiamo pensato che sarebbe stato utile parlare di alcune storie o testimonianze aneddotiche su come diverse aziende, che producono prodotti diversi, sono in grado di raggiungere il loro obiettivo e di avere la stessa consistenza, lo stesso sapore e così via, utilizzando una miscela di alcuni degli zuccheri che abbiamo citato. Il modo in cui organizzeremo la discussione è che io dirò l'ostacolo e poi Mary darà la soluzione. Il primo ostacolo è legato ai dolcificanti ad alta intensità.

In questo caso, l'ostacolo è che se ne può usare solo una quantità molto ridotta, perché se si eccede si rischia di compromettere il gusto o di avere un impatto negativo sull'intestino. Quando si usa un dolcificante ad alta intensità, qual è la soluzione?

MG: Sì. Sarà ottimo per quel profilo dolce e veloce come il frutto di monaco di cui abbiamo appena parlato, ma dobbiamo recuperare la massa in modo diverso, quindi aggiungendo un agente di carica, maltodestrina, polidestrosio, fibre di inulina per sostituire la massa persa.

ZC: L'esempio successivo, a cui ha accennato poco fa, è quello del gelato. Se si cambia e si utilizza un dolcificante alternativo, si perde un po' di legame con l'acqua e si può avere un effetto sulla depressione del punto di congelamento. Qual è la soluzione per questo tipo di prodotto?

MG: Sì. Non ce n'è solo uno, voglio sottolineare, ma come esempio, questo è uno. Si può usare l'eritritolo, come abbiamo detto prima, perché fa un buon lavoro di depressione del punto di congelamento, di cui si ha bisogno per fare un gelato, ma forse si potrebbe aggiungere qualcos'altro, come la stevia o qualche altro agente di carica, per riempire un po' la bocca del gelato, in modo che sia comunque una specie di miscela. Si potrebbe iniziare con l'eritritolo per la depressione del punto di congelamento, aggiungere un po' di stevia per il dolce, e poi aggiungere un agente di rinforzo per riempire e avere il buon riempimento cremoso in bocca che si sta cercando.

ZC: Mi viene fame man mano che procediamo. Poi, facciamo le barrette nutrizionali. Lo vedo sempre più spesso. Molte barrette nutrizionali vogliono ridurre le calorie e renderle il più possibile salutari. L'ostacolo è che quando si elimina lo zucchero, quest'ultimo ha un impatto enorme sul profilo di consistenza di questi tipi di prodotti, per cui si potrebbe ottenere un effetto di indurimento che si cercava di evitare, oppure vedo sempre che le aziende sostituiscono un componente come lo zucchero e all'improvviso l'intero prodotto è diverso. Cosa potremmo fare per risolvere il problema dell'eliminazione dello zucchero in questo tipo di prodotti?

MG: Giusto. Forse una buona soluzione per questo è l'allulosio e per il dolce, che ha molte proprietà simili a quelle dello zucchero, di cui abbiamo parlato prima. Poi, si può anche aggiungere della fibra di mais solubile, che aiuterà ad aumentare la massa, a mantenere una buona consistenza, a conservare il gusto e la durata di conservazione. Se ricordate, una delle proprietà dello zucchero è quella di rallentare il processo di solidificazione e di coagulazione delle proteine, per cui non c'è da sorprendersi, e se si analizza il motivo dell'indurimento...

ZC: Al momento abbiamo un progetto che prevede l'analisi di alcune barrette nutrizionali, quindi speriamo di poterne parlare più avanti. Parliamo ora un po' dei profili gustativi. Potreste avere un ostacolo in cui la dolcezza è ritardata, quindi con il saccarosio vi aspettate che abbia un sapore molto specifico. Colpirà la lingua in un certo modo, ma quando si iniziano a usare alcuni di questi dolcificanti alternativi, la dolcezza potrebbe manifestarsi più tardi, o potrebbe non essere la stessa, quindi come possiamo pensare di formulare per questo?

MG: Esatto. Per esempio, la stevia ha un ritardo nella dolcezza e forse anche un sapore un po' strano dopo, quindi si potrebbe miscelarla con l'allulosio o il tagatosio, che hanno quell'esplosione iniziale di dolcezza che un consumatore cerca. Ci saranno anche altri benefici aggiunti, ma se si vuole ottenere una rapida esplosione di dolcezza, questi sono ottimi.

ZC: E se l'ostacolo fosse un sapore sgradevole? Ho sentito dire che i frutti di monaco hanno una specie di sapore di scorza di melone o un sapore sgradevole, e la stevia, come abbiamo detto, potrebbe avere una specie di sapore di liquirizia, quindi cosa si può fare per combattere questi sapori sgradevoli?

MG: Sì. È interessante notare che ho visto combinare questi due prodotti insieme, neutralizzando i loro aromi e fornendo un dolce neutro, quindi è interessante che possano avere questo tipo di effetto sinergico quando li si mescola insieme.

ZC: Infine, che dire dell'eritritolo? Ne abbiamo parlato più volte. Ha una sorta di effetto luminoso o di raffreddamento in bocca. Cosa si può fare se si utilizza questo specifico dolcificante alternativo?

MG: Sì, e la stevia, l'ho visto anch'io, dove si mette un po' di stevia, e si attenua quell'effetto luminoso, quell'effetto di raffreddamento. Una delle cose che non abbiamo menzionato, e di cui abbiamo parlato poco fa, è lo xilitolo, che è molto simile all'eritritolo, in quanto ha un effetto rinfrescante. Si trova nelle gomme da masticare ed è anche uno dei motivi per cui se vi capita di prendere una gomma alla cannella ed è sempre come una menta alla cannella, è a causa dello xilitolo, per l'effetto rinfrescante di questo dolcificante artificiale.

ZC: Interessante. Poi, l'ultimo esempio che abbiamo qui è un biscotto cotto, quindi se si vuole ridurre lo zucchero e usare un dolcificante alternativo, c'è un impatto sulla diffusione se si cerca di cucinarlo, quindi come si può superare questo tipo di ostacolo?

MG: Sì. Ho voluto inserire questo esempio e discuterne un po' perché abbiamo parlato solo di questi dolcificanti alternativi, ma ci sono altri aspetti da considerare e potrebbero esserci anche altri modi per regolare la formulazione, che non riguardano solo il dolce. Questo è un buon esempio: non si ottiene la diffusione che ci si aspetta quando si ha uno zucchero ridotto e un dolcificante alternativo, quindi uno dei modi per farlo è aumentare il rapporto tra grassi e farina, ottenendo così la diffusione e riducendo il tempo di cottura. Questo potrebbe essere un altro modo per regolare la formulazione per tenere conto della riduzione dello zucchero.

ZC: Per riassumere, so che abbiamo parlato molto di dolcezza, ma bisogna anche considerare i sapori avversi o alcune conseguenze, come quelle intestinali.

MG: Sì, conseguenze.

ZC: E potrebbe essere necessario aggiungere altri ingredienti funzionali. Se si rimuove lo zucchero, potrebbe essere necessario aggiungere un emulsionante o un qualche tipo di stabilizzatore, o un agente di carica, e come hai detto prima, mantenere lo stato amorfo è estremamente importante per evitare la cristallizzazione dell'acqua che viene espulsa.

MG: Giusto.

ZC: Per fare un rapido riepilogo, oggi in questo webinar abbiamo parlato del perché i dolcificanti alternativi sono un problema importante. Abbiamo definito lo zucchero e parlato di come interagisce con l'umidità. Poi abbiamo parlato un po' della scienza che sta dietro allo zucchero e a questi dolcificanti alternativi. Abbiamo esaminato i dolcificanti alternativi specifici. Abbiamo analizzato alcuni pro e alcuni contro.

Abbiamo mostrato alcuni dati e poi abbiamo avuto alcune menzioni d'onore. Per concludere, abbiamo esaminato alcune miscele o prove aneddotiche di come alcune aziende, a seconda del tipo di prodotto, stiano affrontando questa sfida e trovando il modo di utilizzare il giusto tipo di miscela per il loro caso specifico. Questo era tutto ciò che volevamo illustrare oggi. Assicuratevi di iscrivervi al nostro canale YouTube e di consultare i nostri podcast. Ora passiamo alla sezione Q&A e rispondiamo alle vostre domande.

SESSIONE DI DOMANDA

Può parlare degli ingredienti per il bulking e di quali sono gli effetti del bulking di queste alternative?

ZC: Sì, ne abbiamo parlato poco fa quando abbiamo mostrato gli ostacoli e le soluzioni, in particolare per i dolcificanti ad alta intensità, ma Mary, cosa sono questi agenti di carica?

MG: Sì. Il motivo per cui sono un agente di carica e per cui sono necessari quando si utilizza un altro dolcificante è che lo zucchero aggiunge un certo tipo di massa, una certa quantità di massa nella formulazione, e quando lo si rimuove, è necessario sostituire quella massa, quindi abbiamo agenti di carica che possono essere aggiunti come la maltodestrina. Un esempio comune è quello di chi va al supermercato e vuole una miscela di stevia. La stevia è piuttosto potente, per cui si ha un po' di stevia e molta maltodestrina, per cui si vedono molti tipi di miscele di questo tipo. La maltodestrina, come ho appena detto, è una di queste, ma potrebbe essere anche il polidestrosio. L'inulina è un'altra sostanza molto diffusa, oppure la fibra. Abbiamo parlato della fibra di mais solubile come agente di carica, perché è in grado di assorbire l'acqua e di trattenerla. Sostituiscono la massa, ma possono anche sostituire parte del legame con l'acqua che si perde quando si sostituisce lo zucchero.

ZC: Aggiungo solo che, se siete consumatori e state guardando questo, controllate assolutamente il retro dell'etichetta e se vedete che c'è un dolcificante alternativo, vedrete anche alcuni di questi agenti di carica elencati sull'etichetta.

Quale miscela di dolcificanti alternativi naturali imita meglio il saccarosio?

ZC: È una domanda difficile perché, a seconda degli obiettivi, potrebbe trattarsi di una miscela diversa o di diversi dolcificanti alternativi, quindi dovremmo conoscere meglio il prodotto esatto e gli obiettivi, ma come abbiamo visto prima, alcuni di questi dolcificanti alternativi si comportano in modo molto simile al saccarosio. Per esempio, quando abbiamo mostrato le isoterme, il tagatosio era estremamente simile al saccarosio, quindi se cercate lo stesso tipo di proprietà di assorbimento, potrebbe essere un buon sostituto o qualcosa da includere nella vostra miscela. Cos'altro includeresti, Mary?

MG: Sì, questa è una buona considerazione. È difficile dare una risposta specifica su quale sia il migliore. Se si considerano gli edulcoranti, il maltitolo era davvero buono, l'allulosio era buono, il tagatosio era buono per l'equivalenza di dolcezza. Avevo anche buone proprietà umettanti, ma poi, quando si iniziano a considerare gli altri, gli alcoli dello zucchero tendono a non essere marroni, diciamo, ma forse si tratta di un prodotto da forno, quindi forse non è il caso di usarli, quindi l'allulosio o il tagatosio potrebbero essere migliori in questo senso, ma poi, forse, si ha una formulazione diversa in cui si cerca di avere un basso contenuto calorico, allora quelli non sono necessariamente a basso contenuto calorico o non così basso, come il tagatosio è più alto dell'allulosio, giusto? Ci sono molte cose da considerare quando si sostituisce lo zucchero e che tipo di formulazioni.

Voglio dire che ci sono molte miscele in circolazione. Le aziende stanno lavorando molto, molto duramente, le aziende produttrici di ingredienti stanno lavorando molto duramente per creare miscele specifiche per diverse applicazioni, quindi...

Quali sono i sostituti dello zucchero più efficaci per ridurre l'attività dell'acqua?

ZC: Sì, ottima domanda. Si tratta di un aspetto di cui abbiamo parlato in precedenza nella tabella presentata da me e Mary, in cui abbiamo confrontato l'umettatura di questi diversi dolcificanti alternativi e quali erano i migliori secondo i dati?

MG: Sì. In realtà, la cosa migliore erano gli epimeri del fruttosio, quindi il fruttosio stesso, ma anche l'allulosio e il tagatosio. Siamo riusciti a farli ridurre l'attività dell'acqua a 0,20. Era davvero impressionante, a patto che rimanessero in uno stato amorfo. Mi piace sempre ripeterlo, ma ci siamo riusciti. Potremmo fare in modo che abbiano un ottimo effetto umettante, il che significa che si legheranno molto bene all'acqua.

Questi dolcificanti hanno lo stesso impatto quando sono sotto forma di sciroppo?

ZC: Sì. Quando abbiamo esaminato la nostra lista di sostituti dello zucchero, non siamo arrivati agli sciroppi, ma ce ne sono alcuni che vale la pena menzionare. Quali sono quelli che avete esaminato in laboratorio?

MG: Sì. Ce ne sono alcuni, e per lo più quelli naturali, che non sono necessariamente ipocalorici, ma come lo sciroppo di riso integrale, lo sciroppo d'agave, che sono poco calorici. Abbiamo anche esaminato lo sciroppo di tapioca. Anche il maltitolo ha lo sciroppo e questi sono davvero ottimi da aggiungere. Saranno in, lo ripeterò troppe volte, ma mantengono la forma giusta, giusto?

Non è in grado di cristallizzare, ma non c'è un contenuto di umidità aggiunto associato a questi sciroppi, quindi dovete essere in grado di tenerne conto nella vostra formulazione, quindi siate consapevoli del fatto che state aggiungendo più umidità e che questa deve essere tenuta in considerazione, quindi o cuocendo, o riducendo, forse qualche altra fonte di acqua, ma sarà un fattore, quindi...

ZC: Sì, aggiungerei solo di fare attenzione all'umidità aggiunta e ai sapori avversi, soprattutto con alcuni di essi, quindi sì. È solo un'altra cosa da tenere a mente.