Poiché i sostituti non riproducono perfettamente le caratteristiche dello zucchero, i formulatori si trovano ad affrontare un compito complesso: trovare nuovi modi per ottenere il gusto zuccherino, la consistenza, la durata di conservazione e l'aspetto che soddisfino i consumatori.

Il 15 novembre, Mary Galloway, responsabile del METER Food R&D Lab, e il dottor Zachary Cartwright, capo ricercatore alimentare, presenteranno una ricerca originale che affronta le sfide legate all'uso dei sostituti dello zucchero. Tratteranno i seguenti argomenti:

• Pro, contro e sfide frequenti 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 ridurre al minimo le sfide poste dai sostituti dello zucchero
• Come la miscelazione di diversi sostituti dello zucchero può dare risultati migliori

Informazioni sui relatori

Mary Galloway è responsabile del METER Food Research & Development Lab. È specializzata nell'uso e nella sperimentazione di strumenti che misurano l'attività dell'acqua e la sua influenza sulle proprietà fisiche. Ha collaborato con decine di marchi alimentari tra i più grandi e di successo al mondo per risolvere problemi relativi all'umidità dei prodotti.

Il dottor Zachary Cartwright è capo ricercatore alimentare presso METER Group. Ha conseguito un dottorato in scienze alimentari presso la Washington State University e una laurea in biochimica presso la New Mexico State University. È esperto in analisi isotermica e nell'uso dell'analizzatore di assorbimento di vapore (VSA).

Trascrizione, modificata per maggiore chiarezza

Dr. Zachary Cartwright: Se state partecipando a questo webinar, probabilmente sapete già che i dolcificanti alternativi sono molto importanti. C'è stata molta pressione da parte dei consumatori e del governo affinché lo zucchero venisse eliminato o ridotto in molte diverse formulazioni alimentari, e speriamo che ciò che vi presenteremo oggi vi aiuti a comprenderlo meglio. Si tratta di un mercato enorme. Ha un valore di oltre 18 miliardi di dollari e, secondo le ricerche che abbiamo trovato, è destinato a crescere nel prossimo decennio, quindi è sicuramente qualcosa a cui prestare attenzione, sia che siate interessati all'impatto finanziario, sia che siate scienziati alimentari e vogliate capire quale dolcificante alternativo utilizzare se volete sostituire lo zucchero. Mary, cosa tratteremo oggi in questo webinar?

Mary Galloway: Sì. Parleremo nello specifico di cosa sia lo zucchero e di come sia correlato all'umidità e all'interazione che questi due elementi creano. Anche questi fattori influenzano le caratteristiche qualitative e discuteremo anche cosa significhi essere Clean Label, perché i consumatori non solo vogliono meno zucchero, ma anche altre cose che lo accompagnino. Dopo averne parlato, parleremo nello specifico di cinque dolcificanti alternativi che abbiamo studiato e vi forniremo i dati e le informazioni che abbiamo raccolto al riguardo.

LA VERITÀ: COME FUNZIONA LO ZUCCHERO

ZC: Bene, cominciamo con le basi. Parleremo di cosa è lo zucchero, di alcuni aspetti qualitativi da tenere a mente quando lo si utilizza in una formulazione, e poi parleremo anche di come lo zucchero interagisce con l'umidità nelle formulazioni alimentari. In generale, lo zucchero da tavola è saccarosio. Si tratta di un disaccaride composto da glucosio e fruttosio. Di solito proviene dalla canna da zucchero o dalla barbabietola da zucchero e viene prodotto in... I principali produttori sono India, Brasile e Thailandia, solo per citarne alcuni, quindi Mary ci parlerà un po' del saccarosio e di cosa tenere presente quando lo si utilizza in una formulazione.

MG: Il primo è la dolcezza. È lo standard con cui viene confrontato tutto. Inoltre esalta i sapori, quindi oltre alla dolcezza, man mano che si decompone chimicamente, fa risaltare altri sapori nel prodotto. Influisce anche sulla lievitazione in tre modi diversi: l'aerazione causata dallo zucchero che intrappola l'aria nella molecola di grasso, il lievito, che consuma lo zucchero, e la stabilizzazione degli albumi, che si legano alle proteine. Infine, lo zucchero intensifica il colore, grazie alla reazione di Maillard con gli amminoacidi, che conferisce ai prodotti da forno un bel colore marrone.

ZC: Il modo in cui l'umidità inizia a inserirsi qui è che il saccarosio è una molecola polare, quindi ci sarà un effetto di legame idrogeno con l'acqua. Si avranno aree positive delle molecole d'acqua che interagiscono con le aree negative del saccarosio e, grazie a queste interazioni, il saccarosio è un ottimo umettante. È una sostanza che lega o trattiene l'acqua, impedendole di partecipare ad altre reazioni o alla crescita microbica, o ad altri processi che potrebbero essere dannosi per gli alimenti. In che altro modo il saccarosio interagisce con l'acqua?

MG: Sì, in realtà è una componente importante delle formulazioni, è quella reazione insieme. Come si legano insieme l'acqua e il saccarosio? Innanzitutto, crea morbidezza perché assorbe l'acqua, riduce la formazione di glutine, quindi si ottiene una riduzione dell'irrancidimento del pane, e ritarda anche la coagulazione delle proteine. Aggiunge croccantezza, quindi quando si cuoce qualcosa, l'umidità evapora all'esterno e lo zucchero si ricristallizza. Come abbiamo già detto, è un ottimo umettante, il che significa che si lega direttamente con l'acqua e aumenta il contenuto di umidità, quindi se si desidera qualcosa di più tenero o con più umidità, l'aggiunta di zucchero è davvero utile.

È anche molto efficace nel prolungare la durata di conservazione. Poiché riduce l'attività dell'acqua, inibisce la crescita microbica, ma limita anche le reazioni chimiche e migliora la stabilità complessiva. Infine, abbassa il punto di congelamento, quindi nel caso del gelato, si lega all'acqua e impedisce che questa cristallizzi nei prodotti lattiero-caseari congelati. Tutti questi effetti sono molto importanti e significativi in tutti i prodotti che contengono zucchero.

SCIENZA E PRINCIPI: CONSIDERAZIONI DA FARE QUANDO SI SOSTITUISCE LO ZUCCHERO

ZC: Va bene. Ottima osservazione, Mary, ed è per questo che nella prossima sezione parleremo degli aspetti scientifici alla base della sostituzione di parte dello zucchero con dolcificanti alternativi. Ci sono molti aspetti da tenere a mente, come hai appena illustrato, tutte queste diverse caratteristiche sono influenzate dallo zucchero. Non stiamo considerando solo la dolcezza, quindi inizieremo a parlare di alcune caratteristiche, 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, lo zucchero è davvero complesso e molto più sofisticato di quanto possa sembrare a prima vista.

Quando lo modifichi, tieni presente che ciò ha un impatto davvero notevole sull'attività dell'acqua. Questo ci riporta a quando abbiamo parlato dell'umidità. Ogni volta che modifichi l'attività dell'acqua, ciò può avere un impatto sulle caratteristiche fisiche del prodotto. Devi tenere presente la consistenza che desideri ottenere, se stai cercando una certa croccantezza o friabilità. Qualunque sia la consistenza, non appena rimuovi lo zucchero, anche la consistenza potrebbe cambiare. È necessario tenere presente gli effetti chimici, poiché modificando l'attività dell'acqua, alcune reazioni chimiche potrebbero aumentare o diminuire di velocità.

Inoltre, se si sostituisce con uno zucchero che non imbrunisce allo stesso modo, ci sarà un impatto sulle reazioni di imbrunimento e potrebbe esserci anche un impatto biologico, quindi, poiché l'attività dell'acqua cambia, ciò potrebbe aumentare o diminuire la suscettibilità di quel prodotto alla crescita biologica di alcuni microrganismi. Oggi i consumatori cercano di ridurre il consumo di zucchero nella loro dieta, ma desiderano anche prodotti naturali o con etichetta pulita. Mary, puoi spiegarci brevemente cosa significa avere un'etichetta pulita e in che modo questo si collega al nostro argomento?

MG: Sì. Ho trovato questa citazione davvero interessante di Melanie Goulson, che dice: "Sostituire la funzionalità del saccarosio è già abbastanza difficile, ma i formulatori alimentari devono anche considerare questioni normative, profili gustativi, obiettivi nutrizionali, tolleranza digestiva, durata di conservazione e dichiarazioni sui prodotti", quindi ci sono molti aspetti da tenere in considerazione quando sei un formulatore e cerchi di sostituire qualcosa che sembra così semplice come cambiare lo zucchero. Il Clean Label è un movimento promosso dai consumatori e riguarda in realtà la percezione, ed è qui che le cose si complicano perché non è ben definito e non è nemmeno regolamentato. Quando un consumatore cerca un Clean Label, ciò che cerca sono quelli che considera ingredienti naturali, quindi niente aromi artificiali, coloranti, conservanti o additivi sintetici. Cerca anche la semplicità, quindi vuole prodotti con nomi più riconoscibili, che suonino meno chimici o artificiali. Vuole trasparenza.

Vogliono avere informazioni sulla provenienza di tali ingredienti o su come sono stati prodotti o realizzati, e desiderano una lavorazione minima, quindi vogliono prodotti semplici, di cui possano comprendere la composizione, ma questo può creare una certa confusione perché, ad esempio, quando si cerca di produrre diciamo un latte di noci, ci vuole un sacco di acqua e un sacco di lavorazione, e non è un processo naturale, ma è considerato piuttosto pulito e naturale perché è un prodotto a base vegetale, quindi cercare di orientarsi tra tutte queste percezioni che un consumatore ha nella formulazione può essere molto difficile. Vorrei aggiungere un'altra cosa: tenendo conto di tutto questo, i consumatori sono esigenti e non vogliono che nulla cambi, quindi se hanno un prodotto che apprezzano da molti anni, non vogliono che le caratteristiche di quel prodotto cambino, il che rende tutto molto difficile perché quando si inizia a eliminare degli ingredienti per sostituirli, si introducono altri sapori e consistenze con altre proprietà che il formulatore deve cercare di gestire e che potrebbero non essere gradite. Quindi, anche se si riesce a produrre questo prodotto Clean Label, se non ha un buon sapore o non ha le caratteristiche desiderate dal consumatore, questi non lo acquisterà, quindi è una questione delicata.

EDULCORANTI SPECIFICI: PRO E CONTRO

ZC: Sì, è un ottimo punto. Ogni volta che si modifica la formulazione cercando di mantenere lo stesso identico profilo gustativo, può essere davvero difficile, ma nella prossima sezione inizieremo a parlare di alcuni di questi dolcificanti e dei loro pro e contro in relazione alla formulazione. Mentre approfondiamo questi specifici dolcificanti alternativi, parleremo un po' delle sfide frequenti che comportano, oltre ai pro e ai contro, e poi mostreremo alcuni dati su come interagiscono con l'umidità. Esaminiamo il primo, o forse per ora elenchiamoli, quindi vedremo stevia, sorbitolo, eritritolo, maltitolo, fruttosio, allulosio, e poi avremo anche alcune menzioni d'onore.

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

ZC: Sì, sì. Insomma, ci sono tantissime opzioni disponibili, quindi ridurle a cinque è stato difficile. Se avete domande su alcune di quelle che non abbiamo trattato, saremo lieti di rispondervi. Cominciamo con la stevia. Mary, perché non mi dici alcuni pro e contro della stevia?

MG: Sì, direi che probabilmente uno dei maggiori vantaggi della stevia è che è facilmente reperibile e che le persone la considerano e la accettano come un dolcificante naturale. In generale... A causa delle dimensioni della molecola della stevia, ha un grado di dolcezza molto variabile, che può essere da 50 a 300 volte superiore a quello del saccarosio, quindi si tratta di un intervallo molto ampio, che può essere un vantaggio o uno svantaggio, a seconda di come lo si considera. È anche stabile al pH e al calore, il che è davvero ottimo se è una caratteristica richiesta dal prodotto. Uno degli svantaggi è che non imbrunisce, quindi se si desidera ottenere questo effetto in un prodotto da forno, è un aspetto da considerare; inoltre ha un retrogusto amaro e, onestamente, anche la gamma di dolcificanti potrebbe essere un aspetto negativo, perché è necessario assicurarsi che il prodotto acquistato 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 ci si aspetta nel proprio prodotto.

ZC: L'unico altro svantaggio 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 effetti gastrointestinali, quindi è sicuramente qualcosa da tenere a mente per tutti questi dolcificanti. Passiamo al prossimo. Il prossimo è il sorbitolo. Da quanto ho capito, questo è un buon umettante, quindi questo sarebbe un vantaggio. È anche un dolcificante nutritivo, quindi avrà un certo impatto calorico rispetto ad altre opzioni. Quali altri vantaggi hai riscontrato per i clienti o le aziende che utilizzano questo dolcificante?

MG: Esatto. È un alcool zuccherino e questo, in particolare, è meno dolce. Ha circa il 60% della dolcezza dello zucchero. È anche un buon plastificante in pasticceria, quindi rallenta il processo di raffermamento, quindi sarebbe un buon sostituto nei prodotti da forno se si sta cercando qualcosa che rallenti il raffermamento, quindi fa un buon lavoro in questo senso, e non molti altri dolcificanti hanno questa caratteristica. È un dolcificante nutritivo, il che significa che non è a zero calorie, ma agisce come un alcool zuccherino, e la maggior parte degli alcoli zuccherini rientra in questa categoria, causando disturbi gastrointestinali, che sono una conseguenza piuttosto comune, si potrebbe dire, di questi dolcificanti alternativi, e questo vale anche per il sorbitolo.

ZC: Sì. Da quanto ho capito, questo ingrediente è stato utilizzato in molti lassativi in questo tipo di formulazioni, quindi bisogna stare molto attenti alla quantità che si aggiunge alla formulazione. Il prossimo ingrediente di cui vorremmo parlare è l'eritritolo. Si tratta di un altro alcool zuccherino. Quali sono i pro e i contro di questo ingrediente, Mary?

MG: Sì, l'eritritolo ha un potere dolcificante simile al sorbitolo, quindi è dolce circa il 60-70% dello 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 interessante dell'eritritolo è la sua bassa solubilità in acqua, e questo è un fattore importante, quindi, anche se ha queste ottime caratteristiche, è qualcosa da considerare quando si utilizza la formulazione, perché non necessariamente rimarrà nella forma desiderata. Ha anche un leggero effetto rinfrescante, il che ne limita l'applicazione, ma il suo utilizzo in gelati o gomme da masticare ha un buon riscontro.

ZC: Va bene, hai parlato di bassa capacità e noi disponiamo di alcuni dati specifici al riguardo, quindi perché non ci spieghi un po' questo grafico che stiamo guardando e come riesci a vedere la perdita di solubilità, in particolare in questo tipo di dati?

MG: Sì, assolutamente. Quando abbiamo avviato lo studio, abbiamo preparato tutti questi dolcificanti naturali e dolcificanti alternativi, e una delle cose che abbiamo fatto è stata preparare delle soluzioni con il dolcificante in acqua a 25 °C, e poi osservare quanto fossero efficaci nel ridurre l'attività dell'acqua. In sostanza, stavamo solo verificando la loro umettabilità, ovvero la loro capacità di legarsi all'acqua e ridurne l'attività come fa il saccarosio, ma non siamo riusciti a farlo con l'eritritolo, il che è stato davvero interessante. È rimasto semplicemente in forma cristallina. Alla fine abbiamo preparato una soluzione e l'abbiamo riscaldata. L'abbiamo fatta bollire, poi l'abbiamo ridotta e abbiamo prelevato periodicamente dei campioni per misurare il contenuto di umidità e l'attività dell'acqua, quindi abbiamo costruito manualmente un'isoterma, un'isoterma di desorbimento dell'eritritolo. Ha funzionato molto bene, fino a quando abbiamo raggiunto un'attività dell'acqua di circa 0,8, a quel punto era possibile vedere fisicamente la cristallizzazione, anche a temperature così elevate.

Ciò che abbiamo trovato davvero interessante è che, dopo che ha iniziato a cristallizzarsi, abbiamo ottenuto un altro dato. Se guardate il grafico, potete vedere dove c'è una sorta di zag, e passa da 0,8... Sale a circa 0,9, anche se il contenuto di umidità è ridotto, quindi ha questo piccolo e strano scatto, e quello che si vede lì è la cristallizzazione effettiva dell'eritritolo, e quando cristallizza, quella struttura diventa rigida ed espelle l'acqua a cui era legata, quindi si vede che il contenuto di umidità diminuirà, ma aumenterà l'attività dell'acqua. Ora, cosa succede se questo è presente nel vostro prodotto e cristallizza? Avrete cristalli di eritritolo al suo interno e avrete anche aggiunto acqua. Avrete effettivamente acqua liquida che fuoriesce dalla vostra formulazione, e questo è indesiderabile.

ZC: Sì. Voglio dire, se succede questo, allora il prodotto diventa improvvisamente suscettibile alla proliferazione microbica, oltre ad avere quell'effetto cristallino indesiderato, quindi è sicuramente qualcosa da tenere a mente per questo specifico dolcificante alternativo. Passiamo ad altri due. Il prossimo è il maltitolo. Abbiamo deciso solo di recente di aggiungerlo alla nostra presentazione, o al nostro webinar, ma perché hai deciso di aggiungerlo, Mary?

MG: È presente in molti prodotti. Ho iniziato a fare una rapida ricerca sulle formulazioni standard di caramelle, torte e altri prodotti simili, solo per vedere quali aziende stanno cambiando, cosa stanno aggiungendo per sostituire il loro dolcificante. A volte quel dolcificante è il saccarosio, altre volte è lo sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio. Si tratta di prodotti diversi, ma nella metà dei casi è emerso il maltitolo, quindi abbiamo voluto inserire qui qualche informazione al riguardo. Non è facilmente reperibile per i consumatori, ma lo è per i formulatori, quindi è un alcool zuccherino.

È dolce quasi quanto lo zucchero, quindi la gamma che ho trovato era compresa tra il 75 e il 90%. Aveva caratteristiche molto simili allo zucchero rispetto ad altri dolcificanti alternativi, quindi parliamo di dolcezza e volume. Si scioglie in modo simile. Uno dei suoi punti di forza, e probabilmente il motivo per cui l'ho visto spesso nei dolciumi e nei prodotti di pasticceria, è che ha un punto di fusione elevato e una consistenza cremosa, quindi rimane in quello stato amorfo nei dolciumi e conferisce cremosità anche al cioccolato. Anche il gusto era davvero buono, quindi non aveva un retrogusto metallico, di liquirizia, acido o qualsiasi altra cosa che si tende ad avere con gli alcoli di zucchero.

È quello che chiamiamo un dolcificante nutritivo, il che significa che contiene alcune calorie. Un'altra cosa che ho trovato davvero interessante è che il suo indice glicemico è molto simile a quello dello zucchero, il che significa che fa aumentare il livello di zucchero nel sangue, quindi è ottimo per le formulazioni, ha molti effetti positivi, ma come consumatore è importante sapere che influirà sicuramente sul livello di zucchero nel sangue.

ZC: Bene, passiamo al fruttosio. Si tratta di uno zucchero presente nella frutta, che si trova naturalmente in alimenti come mele, uva e pere. Quali sono alcuni dei pro e dei contro del fruttosio?

MG: Sì. È uno zucchero semplice e naturale, ed è anche metà di ciò che compone il saccarosio, quindi è un buon umettante. È ottimo per abbassare la temperatura di congelamento. Si caramellizza, quindi ha quella piacevole reazione di Maillard, e fermenta, quindi tutte queste caratteristiche hanno senso con lo zucchero della frutta. Tuttavia, se dico sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio, a nessuno piacerà, quindi c'è una sorta di connotazione negativa sul fruttosio, specialmente in quella forma che non è proprio buona.

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

ZC: Sì, in realtà sono rimasto sorpreso quando abbiamo fatto delle ricerche per questo webinar. Ci sono alcune malattie o disturbi che possono insorgere a causa di un eccesso di fruttosio. Il glucosio è la fonte preferita dall'organismo, quindi il fruttosio finisce per arrivare al fegato, dove viene convertito, ma è bene tenere presente che, in realtà, qualsiasi tipo di fruttosio va consumato con moderazione, valutandone la quantità e tenendo conto dei possibili rischi per la salute, oltre che delle questioni relative al sapore e alla qualità degli alimenti. Gli ultimi due sono l'allulosio e il tagatosio. Non sono fruttosio, o in che modo sono simili al fruttosio?

MG: Sì. Sono nuovi sul mercato e molto richiesti al momento. L'allulosio, in particolare, lo abbiamo trovato spesso nelle caramelle gommose e in molti altri prodotti. L'allulosio e il tagatosio sono quelli che chiamiamo epimeri del fruttosio, il che significa che hanno la stessa composizione chimica, ma sono disposti in modo leggermente diverso, il che ne modifica alcune proprietà. Simili al fruttosio, sono entrambi buoni umettanti, abbassano la temperatura di congelamento e hanno un piacevole effetto dorato, quindi sono tutti vantaggi indiscutibili.

L'allulosio ha una dolcezza pari a circa il 70% di quella del saccarosio. Può avere un sapore leggermente amaro, ma è molto popolare come dolcificante adatto alla dieta chetogenica. Il tagatosio, pur avendo la stessa struttura del fruttosio e dell'allulosio, ha proprietà leggermente diverse, quindi è un po' più dolce. Ha una dolcezza pari a circa il 90% di quella dell'allulosio, ma contiene alcune calorie che non sono presenti nell'allulosio. Non ha alcun sapore amaro.

Attualmente, la FDA lo ha dichiarato e aggiunto allo zucchero, e stanno combattendo contro questa decisione. Immagino che il tagatoso sarà sempre più presente sul mercato. Mi viene in mente una società specifica che ha trovato un nuovo modo per produrlo. Uno dei motivi per cui è stato difficile è perché produrre il tagatosio è costoso, ma ci sono stati nuovi sviluppi su come produrlo, quindi immagino che in futuro sarà più facilmente disponibile.

ZC: Hai ragione, è 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 stanno usando i propri enzimi e cercando di rendere questo zucchero raro più accessibile, in modo che possa essere utilizzato in alcuni sostituti dello zucchero e in alcune formulazioni. Esamineremo tutto questo in alcuni dei dati che abbiamo raccolto. Esaminiamo alcuni dei dati che abbiamo raccolto per confrontare l'umettabilità tra il saccarosio e alcuni di questi dolcificanti alternativi. Come hai impostato questo esperimento, Mary, e raccontaci un po' di questa tabella che stiamo per esaminare e di come leggerla.

MG: Esatto. Volevamo sapere, dato che lo zucchero è un buon umettante, come si comportano gli altri dolcificanti rispetto ad esso. Certo, questo è solo uno degli aspetti dello zucchero, che ha molte altre proprietà necessarie in queste formulazioni, ma qui ci concentreremo sull'umettanza. In sostanza, quando prima parlavo di queste isoterme manuali, le abbiamo applicate a tutti i nostri dolcificanti naturali e siamo riusciti a stabilire una relazione tra l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità, mettendola in relazione, in termini di zucchero, con il saccarosio. Abbiamo un'equivalenza di dolcezza, quindi ho voluto inserirla lì, con quantità variabili.

La maggior parte di questi zuccheri sono... Beh, in realtà siamo più o meno al 50/50. La metà di essi è leggermente inferiore, l'altra metà leggermente superiore. Sulla base della relazione che abbiamo trovato in laboratorio, siamo stati in grado di calcolare la quantità di massa di questi dolcificanti necessaria per sostituire una quantità simile di saccarosio, quindi se abbiamo saccarosio e puntiamo a un'attività dell'acqua di 0,85, il che significa che abbiamo creato una soluzione che ci darebbe quella specifica attività dell'acqua, allora stiamo parlando di umettabilità. Come si confronta con il saccarosio? Ho quindi questo rapporto di umettabilità.

Il 100% corrisponderebbe alla stessa quantità di saccarosio, mentre tutti gli altri, la maggior parte dei quali sono inferiori, richiederebbero una quantità minore di dolcificante per produrre un effetto simile, un effetto legante simile all'acqua. È stata una piccola sorpresa perché il saccarosio è noto per essere un ottimo umettante, e poi ci siamo voltati e abbiamo guardato questi dolcificanti naturali e abbiamo detto: "Ah, in realtà possono essere migliori del saccarosio". L'ho trovato davvero molto interessante. Una delle cose che volevo aggiungere alla tabella è: "Ok, e se aggiungessimo la stessa quantità di zucchero nelle nostre formulazioni? Cosa otterremmo in termini di dolcezza?", quindi ho aggiunto questa piccola nota alla fine della mia tabella, la dolcezza per lo stesso numero di grammi di saccarosio, quindi se aggiungessimo la stessa quantità di questi dolcificanti, quanto sarebbero dolci, e ho semplicemente preso una media per la stevia, quindi circa 160 volte più dolce, e ho pensato che forse questo avrebbe offerto un altro modo di guardare a questi dati.

Se usiamo lo stesso prodotto, se sostituiamo lo zucchero grammo per grammo, cosa otterremo in termini di umidità e anche in termini di dolcezza? Otterremo un effetto umidificante simile, ma anche un sapore molto più dolce, quindi onestamente tutto questo va considerato nella formulazione.

ZC: Abbiamo anche raccolto alcune isoterme relative a questi diversi dolcificanti alternativi. È un po' il nostro pane quotidiano osservare la relazione tra attività dell'acqua e contenuto di umidità, quindi esaminiamo prima gli alcoli di zucchero. Tra questi c'è il saccarosio, o meglio, confronteremo il saccarosio con il sorbitolo e l'eritritolo. Cosa vediamo dall'isoterma che potreste non vedere se non aveste questi dati?

MG: Esatto. Una cosa che è risultata davvero evidente è che l'eritritolo è molto piatto. È molto simile a quello sopra, vediamo, circa nove, due attività dell'acqua, sale semplicemente verso l'alto. Quello che sta succedendo è questa deliquescenza, ma questo è anche il limite della sua capacità, quindi quando prima parlavo del problema di cristallizzazione che stiamo riscontrando con l'eritritolo, è quello che vedremmo a 25 °C. Abbiamo dovuto davvero aumentare il calore per farlo andare in soluzione.

Da quanto ho letto online, questo è un problema. Un problema evidente, quindi osservando questa isoterma, possiamo vedere immediatamente che non assorbirà umidità finché non raggiungerà una temperatura sufficientemente alta. Alla fine si dissolverà a 25 °C. Al contrario, se guardiamo il sorbitolo, ha un effetto più delicato e si può vedere che ha una buona risposta umettante, quindi inizia ad assorbire umidità praticamente fin dall'inizio. Intorno a 0,7, inizia davvero a decollare e a legarsi molto con l'acqua.

Queste sono alcune cose semplici che possiamo imparare semplicemente osservando questa isotermica. Possiamo anche vedere, come ho accennato prima, che quando abbiamo preparato le nostre soluzioni in modo diverso, le nostre isotermiche manuali in cui abbiamo riscaldato e raffreddato e prelevato questi campioni mentre eliminavamo l'umidità a temperature elevate, sono correlate, quindi il punto in cui ciò avviene, dove iniziano a cristallizzarsi, è visibile anche in questa isotermica.

ZC: Forse avrei dovuto specificare che si tratta di isoterme di assorbimento, quindi stiamo osservando il modo in cui l'acqua si lega a questi dolcificanti alternativi, e poi possiamo vedere chiaramente i punti di inflessione o i punti di deliquescenza in cui questi entrano in soluzione. Ora, diamo un'occhiata al fruttosio e al suo rapporto con alcuni altri dolcificanti, quindi esamineremo il fruttosio, l'allulosio e il tagatosio.

MG: Esatto.

ZC: Cosa vediamo qui rispetto all'altro grafico?

MG: Sì, anche questo è piuttosto interessante. Noterete che se guardiamo il saccarosio, che è la traccia blu, e il tagatosio, che è la traccia rossa, sono quasi sovrapposti, quindi hanno caratteristiche molto simili tra loro. Lo abbiamo notato anche noi durante la nostra ricerca: alcune delle proprietà del tagatosio sono molto simili a quelle del saccarosio. Come potete vedere qui, il fruttosio ha l'attività dell'acqua più bassa quando inizia a dissolversi, il che è positivo, perché rimane in uno stato amorfo. L'allulosio si trova invece in una posizione intermedia.

Direi che è circa 0,73, e poi iniziamo a vedere la sua risposta quando inizia ad assorbire umidità. Prima di lasciare questo argomento, vorrei solo ribadire l'importanza di avere il dolcificante in uno stato amorfo, perché in questo modo può legarsi con l'acqua. Una volta cristallizzato, l'unico modo in cui reagirà con l'acqua sarà in superficie, quindi non otterrete quelle capacità di legarsi all'acqua che vorreste vedere in un dolcificante, quindi dovete mantenere il vostro dolcificante in uno stato amorfo.

ZC: Concludiamo questa sezione con alcune menzioni d'onore. Come abbiamo detto prima, non possiamo davvero esaminare tutti i dolcificanti alternativi disponibili sul mercato. Abbiamo cercato di concentrarci sui primi cinque circa, ma quali sono alcuni degli altri dolcificanti alternativi che avete riscontrato tra i clienti con cui lavoriamo o durante le nostre ricerche? Cosa avete scoperto?

MG: Sì. L'estratto di frutto del monaco era molto importante. È un dolcificante molto potente, quindi è ottimo perché basta aggiungerne solo un po' per esaltare il profilo di dolcezza. Non aggiunge volume perché è molto dolce, quindi serve solo per quello scopo. Abbiamo scoperto anche l'estratto di radice di liquirizia, ma come potete immaginare ha un sapore di liquirizia, quindi tende ad essere più limitante in quanto lo usereste forse in caramelle dal sapore forte o qualcosa del genere.

Un altro ingrediente che abbiamo incontrato spesso è il maltitolo. Si tratta anch'esso di un alcool zuccherino, dolce circa la metà del saccarosio e con circa la metà delle calorie, quindi ha comunque quelle caratteristiche. Resiste alla cristallizzazione, che è il principale vantaggio dell'isomalto, e proprio per questo motivo viene utilizzato spesso nelle caramelle.

OSTACOLI E SOLUZIONI: MISCELAZIONE DEI DOLCIFICANTI

ZC: Ancora una volta, se ci sono altri dolcificanti che non abbiamo incluso e di cui vorreste sapere qualcosa, 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 un po' di alcune storie o prove aneddotiche su come diverse aziende, che realizzano prodotti diversi, riescono a raggiungere il loro obiettivo e ad ottenere la stessa consistenza, lo stesso gusto e così via, utilizzando una miscela di alcuni degli zuccheri che abbiamo menzionato. Il modo in cui lo faremo è che io dirò l'ostacolo e poi Mary darà la soluzione. Il primo ostacolo è legato agli edulcoranti ad alta intensità.

In questo caso, l'ostacolo è che se ne può usare solo una quantità molto piccola perché, se se ne usa troppa, influisce molto sul gusto o può avere un impatto negativo sull'intestino. Quando si usa un dolcificante ad alta intensità, qual è la soluzione?

MG: Sì. Sarà perfetto per quel profilo piacevole, veloce e dolce come il frutto del monaco di cui stavamo parlando, ma dobbiamo compensare la differenza di massa, quindi aggiungeremo un agente di carica, maltodestrina, polidestrosio e fibre di inulina per sostituire la massa che si è persa.

ZC: Il prossimo esempio, che hai citato poco fa, è il gelato. Se si cambia e si utilizza un dolcificante alternativo, si perde parte della capacità di legare l'acqua e ciò potrebbe influire sulla depressione del punto di congelamento. Qual è la soluzione per questo tipo di prodotto?

MG: Sì. Vorrei sottolineare che non ce n'è solo uno, ma questo è un esempio. Si può usare l'eritritolo, come abbiamo detto prima, perché è efficace nell'abbassare il punto di congelamento, cosa necessaria per preparare il gelato, ma forse si potrebbe aggiungere qualcos'altro come la stevia o altri agenti di carica per riempire un po' il gelato e dargli una buona consistenza in bocca, quindi è comunque una sorta di miscela. Si potrebbe iniziare con l'eritritolo per abbassare il punto di congelamento, aggiungere un po' di stevia per il dolce e poi aggiungere un agente di carica per riempire e ottenere la buona consistenza cremosa che si desidera.

ZC: Mi sta venendo fame mentre parliamo. Passiamo ora alle barrette nutrizionali. Ne vedo sempre di più in giro. Molte aziende produttrici di barrette nutrizionali vogliono ridurre il contenuto calorico delle loro barrette e renderle il più salutari possibile. L'ostacolo è che quando si elimina lo zucchero, questo ha un impatto enorme sulla consistenza di questo tipo di prodotti, quindi si potrebbe ottenere un effetto di indurimento che si voleva evitare, oppure vedo spesso che le aziende sostituiscono un componente come lo zucchero e poi all'improvviso l'intero prodotto è diverso. Quale potrebbe essere la soluzione se si elimina lo zucchero da questo tipo di prodotto?

MG: Esatto. Forse una buona soluzione in questo caso è l'allulosio, che è dolce e ha molte proprietà positive simili allo zucchero, di cui abbiamo parlato prima. Poi si può anche aggiungere della fibra di mais solubile, che aiuta ad aumentare il volume, mantenere una buona consistenza, preservare il gusto e prolungare la durata di conservazione. Se ricordi, una delle proprietà dello zucchero è quella di rallentare il processo di raffermamento e la coagulazione delle proteine, quindi sì, non c'è da stupirsi, e se si analizza il motivo per cui si indurisce così...

ZC: Al momento stiamo lavorando a un progetto che riguarda alcune barrette nutrizionali, quindi speriamo di potervi dire di più in seguito. Ora parliamo un po' dei profili gustativi. Potresti incontrare un ostacolo legato al ritardo della dolcezza: con il saccarosio ti aspetti un gusto molto specifico. Colpisce la lingua in un certo modo, ma quando inizi a usare alcuni di questi dolcificanti alternativi, la dolcezza potrebbe manifestarsi più tardi, o potrebbe non essere la stessa, quindi come potremmo pensare di formulare il prodotto?

MG: Esatto. Ad esempio, la stevia ha un effetto dolcificante ritardato e forse anche un retrogusto un po' strano, quindi potresti mescolarla con l'allulosio o il tagatosio, che hanno quell'immediato effetto dolcificante che il consumatore cerca. Voglio dire, ci saranno anche altri vantaggi aggiuntivi, ma se quello che cerchi è un effetto dolcificante immediato, questi sarebbero ottimi.

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

MG: Sì. È interessante notare che ho visto che in realtà li hanno combinati insieme, e questo neutralizza i loro sapori sgradevoli e fornisce un dolce neutro, quindi è piuttosto interessante che possano avere questo tipo di effetto sinergico quando li si mescola insieme.

ZC: Infine, che dire dell'eritritolo? Ne abbiamo parlato diverse volte. Ha un effetto rinfrescante o refrigerante in bocca. Cosa si potrebbe fare se si utilizza questo specifico dolcificante alternativo?

MG: Sì, e anche la stevia, l'ho vista anch'io, dove aggiungono un po' di stevia, e in qualche modo attenua quell'effetto brillante, rinfrescante. Una delle cose che non abbiamo menzionato, e di cui stavamo parlando proprio prima, è lo xilitolo, che è molto simile all'eritritolo, in quanto ha un effetto rinfrescante. Lo si trova nelle gomme da masticare ed è anche uno dei motivi per cui, se si acquista una gomma alla cannella, ha sempre un sapore di menta e cannella: è dovuto allo xilitolo, all'effetto rinfrescante di quel dolcificante artificiale.

ZC: Interessante. L'ultimo esempio che abbiamo qui è semplicemente un biscotto cotto al forno, quindi se si riduce lo zucchero e si utilizza un dolcificante alternativo, questo influisce sulla consistenza quando si cerca di cuocerlo. Come si può superare questo tipo di ostacolo?

MG: Sì. Volevo citare questo esempio e discuterne un po' perché finora abbiamo parlato esclusivamente di questi dolcificanti alternativi, ma ci sono altri aspetti da considerare e potrebbero esserci anche altri modi per modificare la formulazione, che non riguardano solo il gusto dolce. Questo è un buon esempio di come, quando si riduce lo zucchero e si aggiunge un dolcificante alternativo, non si ottiene la spalmabilità che ci si aspetta. Uno dei modi per ovviare a questo problema è aumentare il rapporto tra grassi e farina: in questo modo si otterrà sicuramente la spalmabilità desiderata e si potrà ridurre il tempo di cottura. Questo potrebbe essere un altro modo per modificare la formulazione e tenere conto del minor contenuto di zucchero.

ZC: Per riassumere, so che abbiamo parlato molto della dolcezza, ma bisogna anche considerare quei sapori sgradevoli o alcune conseguenze, come quelle intestinali.

MG: Sì, le conseguenze.

ZC: E potrebbe essere necessario aggiungere altri ingredienti funzionali. Se si elimina lo zucchero, potrebbe essere necessario aggiungere un emulsionante o un qualche tipo di stabilizzante, o un agente di carica, e come hai detto prima, è estremamente importante mantenerlo in uno stato amorfo in modo da evitare la cristallizzazione nell'acqua che viene espulsa.

MG: Esatto.

ZC: Per ricapitolare brevemente il contenuto del webinar di oggi, abbiamo parlato dell'importanza dei dolcificanti alternativi. Abbiamo definito lo zucchero e discusso della sua interazione con l'umidità. Abbiamo poi approfondito gli aspetti scientifici relativi allo zucchero e ai dolcificanti alternativi, esaminando alcuni dolcificanti specifici e valutandone i pro e i contro.

Abbiamo mostrato alcuni dati e poi abbiamo dato alcune menzioni d'onore. Per concludere, abbiamo esaminato alcuni esempi o alcune prove aneddotiche di come alcune aziende, a seconda del tipo di prodotto, stanno affrontando questa sfida e individuando il tipo di miscela più adatto al loro caso specifico. Questo era tutto ciò che volevamo esaminare oggi. Assicuratevi di iscrivervi al nostro canale YouTube e date un'occhiata anche ai nostri podcast. Ora passeremo alla sezione domande e risposte e risponderemo alle vostre domande.

SESSIONE DI DOMANDE E RISPOSTE

Puoi parlarmi degli ingredienti volumizzanti e quali sono gli effetti volumizzanti di queste alternative?

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

MG: Sì. Ciò che li rende agenti di carica e il motivo per cui sono necessari quando si utilizza un dolcificante diverso è che lo zucchero aggiunge una certa massa alla formulazione e, quando lo si rimuove, è necessario sostituire quella massa, quindi abbiamo agenti di carica che possono essere aggiunti, come il maltodestrina. Un esempio comune è quando si va al supermercato e si desidera acquistare qualcosa come una miscela a base di stevia. La stevia è piuttosto potente, quindi si utilizzerebbe una piccola quantità di stevia e molta maltodestrina, ed è per questo che si vedono molte miscele di questo tipo. La maltodestrina, come ho appena detto, è uno di questi, ma potrebbe essere anche il polidestrosio. Un altro ingrediente molto diffuso è l'inulina, ovvero la fibra. Abbiamo parlato della fibra di mais solubile come agente di carica perché è in grado di assorbire e trattenere l'acqua. Sostituisce la massa, ma può anche sostituire parte dell'acqua che si perde quando si sostituisce lo zucchero.

ZC: Vorrei solo aggiungere che se siete consumatori e state guardando questo video, controllate sempre il retro dell'etichetta e, se vedete che è presente un dolcificante alternativo, troverete anche alcuni di questi agenti di carica elencati sull'etichetta.

Quale miscela di dolcificanti naturali imita meglio il saccarosio?

ZC: È una domanda difficile perché, a seconda dei tuoi obiettivi, potrebbe essere necessaria una miscela diversa o più di uno di questi dolcificanti alternativi, quindi dovremmo conoscere un po' 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. Ad esempio, quando abbiamo mostrato le isoterme, il tagatosio era estremamente simile al saccarosio, quindi se stai cercando lo stesso tipo di proprietà di assorbimento, potrebbe essere un buon sostituto o qualcosa da includere nella tua miscela. Cos'altro includeresti, Mary?

MG: Sì, è una buona considerazione. È difficile dare una risposta precisa su quale sia il migliore. Se si considerano i dolcificanti, il maltitolo era davvero ottimo, l'allulosio era buono, il tagatosio era buono per quanto riguarda l'equivalenza di dolcezza. Aveva anche alcune buone proprietà umettanti, ma poi, quando si iniziano a considerare altri dolcificanti, gli alcoli di zucchero tendono a non diventare marroni, ma forse hai un prodotto da forno, quindi forse non sarebbe bene usarli, quindi l'allulosio o il tagatosio potrebbero essere migliori in questo senso, ma poi, forse hai una formulazione diversa in cui cerchi di avere un basso contenuto calorico, quindi quelli non sono necessariamente a basso contenuto calorico o non così bassi, come il tagatosio che è più alto dell'allulosio, giusto? Ci sono molte cose da considerare quando si sostituisce lo zucchero e che tipo di formulazioni utilizzare.

Vorrei sottolineare che esistono moltissime miscele diverse. Le aziende stanno lavorando molto duramente, le aziende produttrici di ingredienti stanno lavorando molto duramente per creare miscele specifiche per diverse applicazioni, quindi...

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

ZC: Sì, ottima domanda. In realtà è un argomento che abbiamo affrontato prima nella tabella presentata da Mary e me, in cui abbiamo cercato di confrontare l'umettabilità di questi diversi dolcificanti alternativi e quali fossero i migliori in base ai dati.

MG: Sì. In realtà, i migliori erano gli epimeri del fruttosio, quindi il fruttosio stesso, ma anche l'allulosio e il tagatosio. Con questi riuscivamo a ridurre l'attività dell'acqua a circa 0,20. Era davvero impressionante, purché rimanessero in uno stato amorfo. Mi piace sempre dirlo, ma era possibile. Riuscivamo a ottenere un ottimo effetto umettante, il che significa che si legavano molto bene con l'acqua, quindi dovevano essere proprio quegli epimeri.

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

ZC: Sì. Quando abbiamo esaminato l'elenco dei sostituti dello zucchero, non siamo arrivati agli sciroppi, ma ce ne sono sicuramente alcuni che vale la pena menzionare. Quali sono alcuni di quelli che hai esaminato in laboratorio?

MG: Sì. Ce ne sono alcuni, soprattutto quelli naturali, quindi non sono necessariamente a basso contenuto calorico, ma come lo sciroppo di riso integrale, lo sciroppo di agave, che hanno un contenuto calorico leggermente ridotto. Abbiamo anche preso in considerazione lo sciroppo di tapioca. Anche il maltitolo ha lo sciroppo, e questi sono davvero ottimi da aggiungere. Saranno presenti, lo dirò troppe volte, ma mantengono la forma giusta, giusto?

Non sarà possibile cristallizzarlo in questo modo, ma questi sciroppi non contengono umidità aggiuntiva, quindi dovrai tenerne conto nella tua formulazione. Tieni presente che stai aggiungendo più umidità e che questo dovrà essere compensato, quindi dovrai cuocere, bollire o ridurre, magari aggiungendo altra acqua, ma sarà comunque un fattore da considerare, quindi...

ZC: Sì, aggiungerei solo di fare attenzione all'umidità aggiuntiva e magari anche a eventuali sapori sgradevoli, specialmente con alcuni di essi, quindi sì. È solo un'altra cosa da tenere a mente.

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