WO2023198230A1 - Endulzante funcional sustituyente del azúcar a partir de isomaltulosa e isomaltitol y su método de producción - Google Patents
Endulzante funcional sustituyente del azúcar a partir de isomaltulosa e isomaltitol y su método de producción Download PDFInfo
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
- A23L27/00—Spices; Flavouring agents or condiments; Artificial sweetening agents; Table salts; Dietetic salt substitutes; Preparation or treatment thereof
- A23L27/30—Artificial sweetening agents
Definitions
- the invention relates to a new functional sweetener that completely replaces traditional sweeteners and their production method.
- Health problems related to excessive sugar intake include diabetes, obesity, cardiovascular diseases (heart attacks and strokes), and dental problems.
- NC2016/0005377 from Tate&Lile, which presents a sweetener composition that exhibits greater sweetness from a mixture of allulose and a Stevia extract.
- Other products available on the market from Stevia are known, such as Cerovia® that provide a zero calorie sweetener.
- Said sugar or sucrose substituent sweetening mixture then comprises Isomaltitol or Isomaltulose monohydrate between 20-55%, preferably between 35-43%, especially 20-35%, isomaltitol or hydrogenated isomaltulose, between 20-55%, preferably a 25-43%, even more preferably, 34-43%, stevia-steviol glycosides, between 0.1 -2%, especially 0.3% - 0.5%, a fructooligosaccharide or inulin between 25-45% %, especially between 29-33%, preferably 31% and an anti-compaction agent, such as silicon dioxide between 0.05-1%, especially 0.1-0.4%, preferably 0.2%.
- an anti-compaction agent such as silicon dioxide between 0.05-1%, especially 0.1-0.4%, preferably 0.2%.
- the method for producing the sweetener also includes the stages of supplying the raw materials, in which they are weighed according to the previously mentioned proportions. They are passed through a sieve to guarantee the homogeneity of the particles in the mixture. The components are mixed using a mixer for a short time with controlled temperature and humidity. Finally, it is sieved to eliminate any lumps, tasting and quality control in general, texture, color, particle size is carried out. Finally, the product is packaged, labeled and stored.
- FIG. 1 Photograph of the sweetener in fine white powder form.
- FIG. 1 Photograph of the condensed milk obtained that includes the sweetener of the invention.
- Isomaltulose is a reducing disaccharide that consists of a glucose fraction and a fructose fraction linked by an a-1,6-glycosidic bond, as its chemical structure is shown in Figure 1. It is a fully available and digestible sugar that is absorbed by the body in a slower and more balanced way. As such, it triggers low blood glucose responses as well as lower insulin levels, offers a longer-lasting energy effect, and at the same time, makes better use of fat reserves for sustainable energy production over time. .
- the positive effect of isomaltulose is not only seen in its prolonged energy supply without exciting insulin but also in its improvement in concentration and mental attention as described in EP1393637. Isomaltulose provides the body with the same amount of energy (4 Kcal) as sucrose, but the energy is released slowly and not immediately; therefore, the blood glucose curve flattens.
- Isomaltitol or Isomalt is a mixture of hydrogenated saccades. Main components are 6-O-a-D-glucopyranosyl-D-sorbitol (1,6-GPS) and 1-O-a-Dglucopyranosyl-D-mannitol (1,1-GPM). It is a polyol derived from sugar, as its chemical structure is shown in Figure 2. Isomalt replaces sugar in equal proportions. Isomalt is a carbohydrate that is available to the body in small proportions. It passes the small intestine almost entirely and reaches the large intestine, where it serves as food for the human intestinal microflora (which indicates that it behaves like fiber).
- Oligofructose/inulin prebiotic fibers are inulin-type fructans, for example, of the type of chemical structure shown in Figure 3. They occur naturally in many plants and vegetables. Some components present in fiber are called prebiotics, defined as non-digestible food ingredients that positively affect the host, selectively stimulating the growth and/or metabolic activity of a limited number of strains. of colonic bacteria. These compounds are characterized by being large molecules that cannot be digested by the digestive enzymes of the upper gastrointestinal tract, reaching the large intestine where they are degraded by the bacterial microflora, mainly by Bifidobacteriaceae and Lactobacilli, thus generating bacterial biomass. healthy and optimal pH.
- fructans the most studied and recognized oligosaccharides with prebiotic activity.
- the amount of fructans present in the diet varies depending on the eating habits of the population and the availability of foods that contain them.
- fructans The most important sources of fructans in the diet are those derived from wheat, onions, garlic, bananas and leeks.
- Inulin is a polydisperse fructan that consists of a mixture of oligomers and larger polymers formed by -(2-1) fructosyl-fructose bonds.
- the degree of polymerization (GP) from chicory ranges between 3 and 60, with an average value of approximately 10. This is found in a wide variety of plants, but mainly in the root of chicory, leek, garlic, banana, barley, wheat, honey, onion, asparagus and artichoke. It is also located in the aerial parts of grasses (cereals, pastures) from which it is more difficult to extract it, since it is It is associated with complex and insoluble carbohydrates (cellulose, hemicellulose) and polyphenols.
- Inulin can be synthesized from the chicory root and from sucrose through the action of [3-fructo-furanosidase (origin: Aspergillus Niger). Inulin has a mild neutral flavor, is moderately soluble in water and provides body and palatability. It has various applications in the food industry, it can be used as a sugar substitute, fat replacer, texturizing agent and/or foam and emulsion stabilizer. For this reason they are incorporated into dairy products, fermented products, jellies, aerated desserts, mousses, ice creams and bakery products.
- the maximum dose allowed to add a food formulated with inulin is for a single dose up to 10 g/day and in multiple doses up to 20 g/day. In doses higher than those allowed, it can cause intolerance after consumption, such as osmotic effects (diarrhea), intestinal noises and flatulence as a consequence of the fermentation process.
- Oligofructose is obtained through the partial enzymatic hydrolysis of inulin, it is composed of linear glucosyl-fructosyl chains.
- the GP ranges between 2 and 8, with an average value of approximately 4. It is present in foods such as cereals, onion, garlic, banana and corn. This substance is much more soluble than inulin and moderately sweet, about the sweetness of sugar. In combination with intense sweeteners it generates a more finished palate and a longer-lasting fruity taste with less residual flavor.
- it can be used in yogurts with fruit, fermented milks, fresh cheeses, ice creams and dairy drinks with a reduced-calorie food positioning. It also improves the texture and palatability of the final product, exhibits humectant properties, reduces water activity, and changes boiling and freezing points.
- the high-intensity natural sweeteners preferred for the blend are stevia and monk fruit.
- As the objective of the sweetening mixture is to provide benefits and to have natural products, stevia and monk fruit are used as sweeteners.
- Stevia is considered a good sugar substitute because it is up to 300 times sweeter and contains no calories.
- This shrub has in its composition a high percentage of steviol glycosides (stevioside and rebaudioside A), such as that of the chemical structure shown in Figure 4, which give it an intense sweet flavor and therapeutic properties against diabetes, hypertension and obesity; It also helps control weight, satiety and hunger.
- Due to its content of phenolic compounds, stevia also acts as an excellent antioxidant and anticancer; It has also been shown to have antibacterial, contraceptive and diuretic properties.
- the compounds responsible for the sweetness of Stevia rebaudiana are the steviol glycosides isolated and identified as stevioside, steviolbioside, rebaudioside A, B, C, D, E and F and dulcoside.
- Siratia grosvenooh (Luo Han Guo or monk fruit) is a natural sweetener.
- Monkfruit is recognized as safe or “generally recognized as safe (GRAS)” by the FDA (Food and Drug Administration), it has high concentrations of fructose and glucose, but its natural sugars are not responsible for its intense sweetness, it obtains it from antioxidants called mogrosides. It is between 150 to 200 times sweeter than sugar and has no caloric value. It is resistant and stable at high temperatures. It has antioxidant, anti-inflammatory, anti-diabetic, and anti-cancer properties.
- This mixture is resistant to high temperatures, resists acid systems up to 2.8, gives body and texture just like sugar does.
- the present functional sweetener mixture includes the following components:
- Stevia - Steviol glycosides or monk fruit mogrosides (between 0.1 -2%, especially 0.3% - 0.5%) for the development in one embodiment of the present invention, steviol glycosides defined as fine white powder.
- Isomaltitol or hydrogenated isomaltulose (Range of 20% - 55%, especially 25-50%, preferably between 25-45%, even more preferably 20-35% and even more preferably 25-35%) for the development of the present Invention, Isomalt GS was used with a particle size of ⁇ 0.1 mm.
- Isomaltulose monohydrate (between 25-55%, preferably between 35-45%, especially 38 to 42% and preferably 34-43%) for the development of the present invention, Palatinose was used, whose particle size is ⁇ 0.71 mm.
- FOS Fructooligosaca ⁇ do/oligofructose/oligofructans
- Silicon dioxide (Range 0.05-1%, especially 0.1-0.5%, preferably 0.2-0.4%), this product is entirely an inorganic material, it has no nutritional value. So it does not provide carbohydrates, proteins or fats. It has an approximate particle size of 16 microns.
- Sipernat 22S from Evonik was used.
- the method for producing the sweetener is based on mixing the raw materials, controlling humidity and temperature, then comprising the following stages:
- the components are mixed in the aforementioned proportions, using a mixer with a lid (vacuum) for an interval of 5 to 10 minutes with controlled temperature and humidity.
- the temperature range is between 20°C to 25°C and the relative humidity of 52% to 60%. It is necessary to control temperature and humidity due to the hygroscopic nature of some raw materials in the mixture.
- a V-mixer for powders, a vertical screw mixer, a helical mixer, a double cone mixer or a ribbon mixer should be used.
- a base formulation was designed only with sweetening agents trying to remove the bitter taste attributed to the residual Stevia, which consisted of the following components: This formulation did not compact well, it did not look homogeneous and the lumps were visible, and the flavor was sweeter than usual, therefore, it was not well received by the consumer. Although this formula is functional as a sweetener, it was the precursor of the current one.
- the bulk of the population with 45% was in the adulthood stage (27 to 59 years), followed by older adults (>60 years) with 25, 33 %. Furthermore, there were all populations, although in smaller percentages.
- the sweetener was tested with slight changes in proportions in a formulation of condensed milk and tomato sauce. It is worth clarifying that tests were carried out, maintaining the values, it is only clarified as an example that slight variations in the proportions were studied. As shown below:
- Condensed milk was then manufactured (homemade), using formulation 4 as a replacement for 100% of the sugar, the result was excellent in terms of flavor (dairy sweet) and in texture it was consistent, although a little loose (you can see the final presentation of the product in figure 6).
- the test was basic laboratory, it was used: powdered milk, the inventive sweetener and water.
- the sweetness in the sauce had a greater degree of synergy giving more pleasant notes.
- the functional sweetener provides the same Bhx degrees as common sugar, but with the additional benefits of caloric intake that will be quantitatively shown below.
- the mixtures can work in various ways, taking into account the fiber contribution that the dose suggested to the consumer will have. Below is the nutritional table, where you can see that it has a caloric contribution of 25 kCal and 12% fiber, unexpected properties in a sweetener.
- the sweetener provides a low glycemic index, a contribution of prebiotic fiber (it can be declared as a good source of fiber based on the contribution per suggested dose).
- the mixture has a slow release carbohydrate, which is reflected in a longer lasting energy effect and at the same time, better use is made of fat reserves for energy production • It is a tooth-friendly product, improvement in digestion/evacuation, sustained energy without insulin excitement, 100% bioavailable energy, improvement in attention and mental coordination and concentration processes.
- the product has a sweetness capacity of 1.2 times that of sugar. In a practical sense, if one gram of sugar is used in a preparation, in turn, only 800 mg of inventive functional sweetener can be used.
- the mixture has a lot of synergy and good behavior in food preparations, such as dairy and acidic drinks, sauces and hot preparations. It supports acidic pH's and is heat resistant.
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Abstract
Un nuevo endulzante funcional que reemplaza por completo los endulzantes tradicionales que comprende estevia –Glicósidos de esteviol o mogrósidos de frutos del monje entre un 0,1-2%, Isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada entre un 20-35%, Isomaltulosa monohidratada entre un 34-43%, al menos un fructooligosacarido/oligofructosa/oligofructanos FOS entre 25% - 45% y Dióxido de silicio entre 0,05- 1% y su método de fabricación que comprende la mezcla de dichos ingredientes a una temperatura y humedad controlada entre un 50-60% RH en un mezclador en V para polvos, mezclador de tornillo vertical, un mezclador helicoidal, un mezclador de doble cono o un ribbon mixer.
Description
ENDULZANTE FUNCIONAL SUSTITUYENTE DEL AZÚCAR A PARTIR DE ISOMALTULOSA E ISOMALTITOL Y SU MÉTODO DE PRODUCCIÓN
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un nuevo endulzante funcional que reemplaza por completo los endulzantes tradicionales y su método de producción.
ANTECEDENTES Y PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA TÉCNICO
La ingesta de azúcar está científicamente reconocida como un factor importante en la afectación de la salud humana, ya que puede generar efectos perjudiciales no deseados en los consumidores; lo que hace que los clientes estén en una constante búsqueda de alternativas endulzantes y saludables. Además, a lo largo del tiempo se han hecho esfuerzos en buscar y desarrollar agentes, mezclas y composiciones edulcorantes que permitan reemplazar el azúcar; el alcance de estos desarrollos no aporta calorías, pero posee un retrogusto amargo y no tiene alcance industrial. Por estas razones se encuentra que la mayoría de los endulzantes que se utilizan como reemplazos de azúcar solo evitan el aporte de calorías como “beneficio” directo, pero no proveen beneficios en la salud del consumidor.
Los problemas de salud relacionados con las ingestas excesivas de azúcar son, entre otros, diabetes, obesidad, enfermedades cardiovasculares (ataques cardiacos y accidentes cerebrovasculares) y problemas dentales.
En el mercado, encontramos la solicitud NC2016/0005377 de Tate&Lile, la cual presenta una composición de edulcorante que exhibe mayor dulzor a partir de una mezcla de alulosa y un extracto de Stevia. Se conocen otros productos disponibles en el mercado a partir de Stevia, tales como Cerovia® que proporcionan un endulzante de cero calorías.
Por otro lado, algunas tecnologías que actualmente se encuentran en el mercado corresponden a mezclas o compuestos que son elaborados con ingredientes del grupo de glucósido de esteviol, por ejemplo, la patente estadounidense US8993027
de Coca Cola CO, se refiere a composiciones edulcorantes que comprenden al menos un edulcorante de alta potencia tal como un rebaudiósido, un agente de carga y un agente antiaglomerante. Sin embargo, este producto no fortalece ni optimiza el microbiota intestinal, tampoco la mezcla comprende isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada.
Uno de los problemas encontrados en los edulcorantes intensos es que, si bien la parte del dulzor se tiene cubierta, se presentan dificultades en el tema de cuerpo y estructura; aunque en el uso doméstico de los edulcorantes intensos, el enfoque no se basa en el cuerpo sino en el dulzor, si vemos este aspecto como importante a nivel industrial. Partiendo desde los ingredientes de la presente invención, se apunta a la estabilización y potenciación del microbiota intestinal.
Así, si bien, todas estas alternativas mencionadas anteriormente no tienen un aporte calórico importante que excite la producción de insulina, no aportan otros beneficios para la salud, en este caso particular al sistema digestivo, de tal manera que existe la necesidad de crear un endulzante que, además de que no estimule la producción de insulina, aporte un conjunto de beneficios para la salud del consumidor, entre los cuales se distinguen: un bajo índice glicémico, un aporte de fibra prebiótica, no cariogénico, además de brindar la suficiente energía sostenida para realizar todos los procesos endergónicos que el cuerpo necesita para llevar a cabo sus actividades con un buen equilibrio energético.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN
Con el fin de atender esta problemática se ha desarrollado un nuevo concepto de hábitos nuthcionales saludables basado en ingredientes funcionales. La ¡dea más importante de este desarrollo es poder seguir disfrutando del sabor dulce, pero con beneficios que impacten la salud positivamente, de tal manera que el desarrollo del nuevo endulzante sustituyente del azúcar contempló la mezcla de ingredientes funcionales tales como la de estevia - Glicósidos de Esteviol, Isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada, isomaltulosa (Palatinosa ™) y un fructo-oligosacárido o oligofructosa o un oligofructanos que brindan beneficios tales como el aporte de energía sostenible y aprovechable en el tiempo por el sistema nervioso y digestivo.
Dicha mezcla edulcorante sustituyente del azúcar o sacarosa, entonces comprende Isomaltitol o Isomaltulosa monohidratada entre un 20-55%, preferiblemente entre un 35-43%, especialmente 20-35%, isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada, entre un 20- 55%, preferiblemente un 25-43%, aun más preferiblemente, 34-43%, estevia- glicósidos de esteviol, entre un 0,1 -2%, especialmente 0,3% - 0,5%, un fructo oligosacáhdo o inulina entre un 25-45%, especialmente entre un 29-33%, preferiblemente un 31 % y un agente anticompactante, tal como el dióxido de silicio entre un 0,05-1 %, especialmente 0,1 -0,4%, preferiblemente 0,2%.
Adicionalmente, también el método para la producción del endulzante, comprende las etapas de suministro de las materias primas, en las cuales se pesan de acuerdo a las proporciones anteriormente mencionadas. Se hacen pasar por un tamiz para garantizar la homogeneidad de las partículas de la mezcla. Se mezclan los componentes por medio de un mezclador durante un tiempo corto con temperatura y humedad controlada. Se tamiza finalmente para eliminar cualquier grumo, se hace control de degustación y de calidad en general, textura, color, tamaño de partícula. Finalmente, el producto pasa a ser empacado, etiquetado y almacenado.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Estructura química de la isomaltulosa.
Figura 2. Estructura química de isomaltitol o Isomalt
Figura 3. Estructura química de fructooligosacañdo/oligofructosa/oligofructanos
Figura 4. Estructura química de esteviósido.
Figura 5. Fotografía del endulzante en presentación en polvo fino blanco.
Figura 6. Fotografía de la leche condensada obtenida que incluye el endulzante de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La mezcla endulzante sustitutiva de azúcar podemos describirla a partir de sus ingredientes.
La Isomaltulosa (Palatinose™) es un disacárido reductor que consta de una fracción de glucosa y una de fructosa unidas por un enlace a-1 ,6-glicosídico, tal y como se muestra su estructura química en la figura 1 . Es un azúcar totalmente disponible y digerible que es absorbido por el cuerpo de una manera más lenta y equilibrada. Como tal, desencadena bajas respuestas de glucosa en sangre, así como niveles más bajos de insulina, ofrece un efecto de energía más duradero, y al mismo tiempo, hace un mejor uso de las reservas de grasa para la producción de energía sostenible en el tiempo. El efecto positivo de la isomaltulosa no solo se ve en su aporte energético prolongado sin excitar la insulina sino también que mejora la concentración y la atención mental según lo descrito en EP1393637. La isomaltulosa aporta al cuerpo la misma cantidad de energía (4 Kcal) que la sacarosa, pero la energía es liberada lentamente y no de forma inmediata; por lo tanto, la curva de glucosa en sangre se aplana.
El isomaltitol o Isomalt es una mezcla de sacáhdos hidrogenados. Componentes principales son 6-O-a-D-glucopiranosil-D-sorbitol (1 ,6-GPS) y 1 -O-a-Dglucopiranosil- D-manitol (1 ,1 -GPM). Es un poliol derivado del azúcar, tal y como se muestra su estructura química en la figura 2. El isomalt sustituye el azúcar en proporciones ¡guales. Isomalt es un carbohidrato que está disponible para el cuerpo en pequeñas proporciones. Pasa el intestino delgado casi en su totalidad y alcanza el intestino grueso, donde sirve como alimento a la microflora intestinal humana (lo que indica que se comporta como fibra). Debido a este proceso de digestión, produce una baja respuesta de glucosa en sangre y casi no suministra calorías (2 Kcal). Aporta el mismo perfil, textura y volumen que el azúcar común pero su capacidad endulzante es de la mitad del azúcar. Puede someterse a altas temperaturas sin perder su grado de dulzor ni tampoco descomponerse.
Las fibras prebióticas oligofructosa/inulina son fructanos tipo inulina, por ejemplo, del tipo de estructura química que se muestra en la figura 3. Se producen de manera natural en multitud de plantas y vegetales. Algunos componentes presentes de la fibra son denominados prebióticos, definidos como ingredientes alimenticios no digeribles de los alimentos que afectan de manera positiva al huésped, estimulando de forma selectiva el crecimiento y/o la actividad metabólica de un número limitado de cepas
de bacterias colónicas. Estos compuestos se caracterizan por ser moléculas de gran tamaño que no pueden ser digeridas por las enzimas digestivas del tracto gastrointestinal alto, alcanzando el intestino grueso donde son degradados por la microflora bacteriana, principalmente por las Bifidobacteñas y Lactobacilos, generando de esta forma una biomasa bacteriana saludable y un pH óptimo.
Para que un ingrediente alimenticio sea considerado prebiótico debe cumplir con los siguientes criterios:
• No debe ser hidrolizado o absorbido en la parte alta del tracto digestivo;
• Debe ser fermentado selectivamente por una o un número limitado de bacterias potencialmente benéficas del colon, por ejemplo, bifidobacteñas y lactobacilos;
• Debe ser capaz de alterar la microflora colónica tornándola saludable, por ejemplo, reduciendo el número de organismos putrefactivos e incrementado las especies sacarolíticas.
En la actualidad los oligosacáridos más estudiados y reconocidos con actividad prebiótica son los fructanos. La cantidad de fructanos presente en la dieta varía dependiendo de las costumbres alimentarias de la población y de la disponibilidad de alimentos que los contengan.
Las fuentes más importantes de fructanos en la dieta son los derivados del trigo, cebollas, ajo, bananas y puerro.
A continuación, se hará una breve mención y descripción de los distintos tipos, funciones, propiedades nutricionales y principales aplicaciones en la industria alimentaria de las fibras prebióticas.
La Inulina es un fructano polidisperso que consiste en una mezcla de oligómeros y polímeros mayores formados por uniones -(2-1 ) fructosil-fructosa. El grado de polimerización (GP) proveniente de la achicoria oscila entre 3 y 60, con un valor promedio de aproximadamente 10. Esta se encuentra en una gran variedad de plantas, pero principalmente en la raíz de la achicoria, puerro, ajo, banana, cebada, trigo, miel, cebolla, espárrago y alcaucil. También se localiza en las partes aéreas de las gramíneas (cereales, pastos) de las cuales es más difícil extraerla, ya que se
encuentra asociada a carbohidratos complejos e insolubles (celulosa, hemicelulosa) y polifenoles.
La inulina puede ser sintetizada a partir de la raíz de la achicoria y desde la sacarosa a través de la acción de la [3-fructo-furanosidasa (origen: Aspergillus Niger). La inulina posee un sabor neutral suave, es moderadamente soluble en agua y otorga cuerpo y palatabilidad. Tiene diversas aplicaciones en la industria de alimentos, puede ser utilizada como sustituía del azúcar, reemplazante de las grasas, agente texturizante y/o estabilizador de espuma y emulsiones. Por este motivo son incorporados a los productos lácteos, fermentados, jaleas, postres aireados, mousses, helados y productos de panadería. La dosis máxima permitida para adicionar un alimento formulado con inulina es para dosis simple hasta 10 g/día y en dosis múltiples hasta 20 g/día. En dosis mayores a las permitidas puede provocar intolerancias luego de su consumo, como efectos osmóticos (diarrea), ruidos intestinales y flatulencia como consecuencia del proceso de fermentación.
La Oligofructosa se obtiene mediante la hidrólisis enzimática parcial de la inulina, está compuesta por cadenas lineares de glucosil-fructosil. El GP oscila entre 2 y 8, con un valor promedio de aproximadamente 4. Se encuentra presente en alimentos como cereales, cebolla, ajo, banana y choclo. Esta sustancia es mucho más soluble que la inulina y moderadamente dulce, aproximadamente del dulzor del azúcar. En combinación con edulcorantes intensos genera un paladar más acabado y un gusto frutal más duradero con menor sabor residual. En la industria se la puede utilizar en yogures con fruta, leches fermentadas, quesos frescos, helados y bebidas lácteas con un posicionamiento de alimentos reducidos en calorías. También mejora la textura y la palatabilidad del producto final, muestra propiedades humectantes, reduce la actividad acuosa y cambia los puntos de ebullición y congelamiento.
Los edulcorantes naturales de alta intensidad que se prefieren para la mezcla son la estevia y frutos del monje. Como el objetivo de la mezcla endulzante está en el aporte de beneficios y que tengan productos de corte natural, se emplean como edulcorantes la estevia y frutos del monje.
La estevia se considera un buen sustituto del azúcar debido a que es hasta 300 veces más dulce y no contiene calorías. Este arbusto, presenta en su composición un alto
porcentaje de glucósidos de esteviol (esteviósido y rebaudiosida A), como el de la estructura química mostrada en la figura 4, los cuales le confieren un sabor dulce intenso y propiedades terapéuticas contra la diabetes, la hipertensión y la obesidad; además ayuda al control del peso, la saciedad y el hambre. Por su contenido en compuestos fenólicos, la stevia actúa también como un excelente antioxidante y anticancerígeno; asimismo se ha demostrado que posee propiedades antibacterianas, anticonceptivas y diuréticas. Los compuestos responsables del dulzor de la Stevia rebaudiana son los glucósidos de esteviol aislados e identificados como esteviósido, esteviolbiósido, rebaudiósido A, B, C, D, E y F y dulcósido.
La Siratia grosvenooh (Luo Han Guo o frutos del monje) es un edulcorante natural, En los Estados Unidos, el Monkfruit es reconocido como seguro o “generally recognized as safe (GRAS)” por la FDA (Food and Drug Administration), posee altas concentraciones de fructosa y glucosa, pero sus azúcares naturales no son responsables de su intensa dulzura, la obtiene de antioxidantes llamados mogrosides. Es entre 150 a 200 veces más dulce que el azúcar y no posee valor calórico. Es resistente y estable a altas temperaturas. Tiene propiedades antioxidantes, antiinflamatohas, antidiabéticas, anticancerígenas.
Esta mezcla en resistente a altas temperaturas, resiste sistemas ácidos hasta 2,8, da cuerpo y textura tal cual hace el azúcar.
Así las cosas, a partir de los ingredientes y beneficios individuales descritos anteriormente, se desarrolló la presente mezcla endulzante funcional que comprende los siguientes componentes:
• Estevia -Glicósidos de esteviol o mogrósidos de frutos del monje (entre un 0,1 -2%, especialmente 0,3% - 0,5%) para el desarrollo en una modalidad de la presente invención se utilizó glicósidos de esteviol definido como polvo blanco fino.
• Isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada (Rango de 20% - 55%, especialmente 25- 50%, preferiblemente entre un 25-45%, aún más preferiblemente 20-35% y aún más preferiblemente 25-35%) para el desarrollo de la presente invención se utilizó el Isomalt GS con un tamaño de partícula de < 0.1 mm.
• Isomaltulosa monohidratada (entre 25-55%, preferiblemente entre un 35-45%, especialmente 38 a 42% y preferiblemente 34-43%) para el desarrollo de la presente invención se utilizó Palatinose cuyo tamaño de partícula es de < 0.71 mm.
• Fructooligosacañdo/oligofructosa/oligofructanos FOS (Rango de 25% - 45%, especialmente 29-35%) aunque no se tiene información precisa del tamaño de partícula, en la ficha técnica se describe como “polvo fino” y visualmente se observa homogénea con los demás ingredientes.
• Dióxido de silicio (Rango de 0,05- 1 %, especialmente 0,1 -0,5%, preferiblemente 0,2- 0,4%,) este producto es enteramente un material inorgánico, no tiene valor nutñcional. Así que no aporta carbohidratos, proteínas ni grasas. Tiene un tamaño de partícula aproximado de 16 mieras. Para el desarrollo de la presente invención se utilizó Sipernat 22S de Evonik.
Habiendo descrito el producto, el método para la producción del endulzante, se basa en la mezcla de las materias primas controlando la humedad y temperatura, comprendiendo entonces las siguientes etapas:
• Se realiza el pesaje en las proporciones mencionadas de las materias primas. Se hacen pasar por un tamiz para garantizar la homogeneidad de las partículas de la mezcla.
• Se mezclan los componentes en las proporciones anteriormente mencionadas, por medio de un mezclador con tapa (al vacío) durante un intervalo de 5 a 10 minutos con temperatura y humedad controladas. El rango de temperatura está entre 20°C a 25°C y la humedad relativa de 52% al 60%. Es necesario hacer un control de temperatura y humedad debido a la naturaleza higroscópica de algunas materias primas de la mezcla. Se debe utilizar un mezclador en V para polvos, un mezclador de tornillo vertical, un mezclador helicoidal, un mezclador de doble cono o un ribbon mixer.
• El producto se tamiza nuevamente para eliminar cualquier grumo, luego se hace control de degustación.
• El producto pasa al proceso de empacado, etiquetado y almacenamiento.
EJEMPLOS DE EJECUCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
Ejemplo 1
Se diseñó una formulación base únicamente con agentes endulzantes intentando remover el sabor amargo atribuido al residual de Stevia, la cual constaba de los siguientes componentes:
Esta formulación no compactó bien, no se veía homogénea y se veían los grumos, además el sabor resultó más dulce que lo habitual, por lo tanto, no tuvo buena acogida por parte del consumidor. Esta fórmula si bien es funcional como endulzante, fue la precursora de la actual.
Ejemplo 2
Se diseñó por otro lado, una formulación con el objetivo de tener un mayor aporte de fibra, en la cual se mezclaron los componentes incluyendo ya el agente anticompactante para resultar en las siguientes proporciones:
Si bien, esta formulación tuvo un buen aporte de fibra no proporcionó energía sostenida en el tiempo, esto es debido a que no cuenta con la isomaltulosa (palatinosa).
Ejemplo
Se sometió la siguiente formulación (en dos versiones dadas aleatoriamente) de endulzante funcional a prueba de consumidores voluntarios, la cual, en laboratorio dio los mejores resultados, que constó de los siguientes componentes:
Se entregaron muestras significativas (500 gramos) distribuidas aleatoriamente de las dos versiones anteriormente mencionadas a una población voluntaria para este estudio, de 75 personas, cuyos rangos de edad estuvieron entre 30 años hasta 87 años, con o sin enfermados base (diabetes, hipertensión, cáncer, entre otras). La aceptación del perfil fue en la totalidad de la población aprobada, en cuanto a los beneficios las personas con diabetes como enfermedad base, que se hacen pruebas diarias en glucómetro comentaron que no hubo afectación negativa en sus niveles de glucosa en sangre. Una de las personas de la muestra (señora de 87 años), la cual se practica pruebas periódicas de glucosa y hemoglobina glicosilada, comenta que sus variaciones están en un promedio de 6,2% que comenta es positivo.
Tabla 4. TABULACIÓN DE PRUEBA DE ACEPTACIÓN NUEVO ENDULZANTE "BIOZU"
Así las cosas, es posible concluir que en cuanto a aceptación de sabor, intención de compra y recomendación se obtuvo el 98,67%.
En cuanto a las enfermedades base de los sujetos de la prueba, cabe destacar que el 17% sufren vahados padecimientos donde aparece la diabetes como el mayor de la población de la prueba con un 8%. Estos individuos percibieron que no aumentó el índice glicémico con el consumo del producto, luego de hacerles los controles rutinarios de glicemia. El 78% no padecía de enfermedades al momento de la prueba.
En cuanto a los rangos de edad de la población muestreada, el grueso de la población con un 45% estuvo en la etapa de la adultez (27 a 59 años), seguidos de los adultos mayores (>60 años) con un 25, 33%. Además, hubo de todas las poblaciones aunque en porcentajes menores.
Además, comentan que experimentaron un aporte o shot de energía prolongada, cuyos efectos han sido palpables en sus jornadas laborales y estudiantiles. También, se ha venido ensayando en niños entre 5-7 años, autorizados por sus padres, con importantes efectos durante su jornada escolar.
Por otra parte, se han hecho ensayos en repostería, en tortas, panacotas, salsas y batidos, en los cuales se evidencia que mantiene la textura (cuerpo) que brinda el azúcar con el sabor dulce esperado, tal y como se mostrará más adelante.
Además, se entregó una muestra para ensayos en un restaurante para endulzar su jugo de corozo para los clientes que deseaban el jugo sin azúcar, pero no que deseaban que estuviera endulzado con los edulcorantes del mercado que tienen estevia, por el sabor amargo. En las pruebas iniciales, los clientes comentaron que el sabor era excelente y que no se notaba diferencia alguna con el azúcar común.
Ejemplo 4
Por otra parte, se hicieron tres ensayos, uno aplicando el endulzante funcional de la invención “Biozú” en una fórmula de salsa de tomate, otro con leche y por último, uno en agua.
Se diseñaron otras dos formulaciones, con el fin de estudiar un poco la tolerancia al cambio del isomaltitol y la palatinosa. Una formulación para la salsa y la otra para la leche condensada.
En el ensayo de reemplazo total de azúcar en una fórmula de salsa de tomate, el reemplazo se hizo uno a uno (o sea la misma cantidad) y se comparó con un patrón que tenía el 100% de azúcar en su fórmula.
Los resultados de la tabla 6 muestran que los grados °Bhx resultaron ligeramente superiores con el endulzante de la invención que con la salsa con azúcar. Los grados Bhx determinan el contenido de sólidos solubles, es los casos particulares de las salsas, nos sirven para determinar la cantidad de solidos solubles procedentes del tomate y el resto de ingredientes. Esto es consistente ya que aporta la misma cantidad de solidos que el azúcar y nos da una base técnica para el uso del endulzante de la invención en la industria alimentaria. También es importante anotar que se sintió más dulce la salsa de la invención que la que tenía azúcar.
Ejemplo 5.
Se probó el endulzante con ligeros cambios en las proporciones en una formulación de leche condensada y salsa de tomate. Cabe aclarar que se realizaron ensayos, manteniendo los valores, únicamente se aclara como ejemplo que se estudiaron ligeras variaciones en las proporciones. Tal y como se muestra a continuación:
Se fabricó entonces leche condensada (de forma casera), usando la formulación 4 como reemplazo del 100% del azúcar, el resultado fue excelente en cuanto a sabor (dulce lácteo) y en textura era consistente, aunque un poco suelto (se puede ver la presentación final del producto en la figura 6).
La prueba fue básica de laboratorio, se usó: leche en polvo, el edulcorante inventivo y agua.
En las pruebas con disolución en leche (Tabla 8) y agua (Tabla 9), se hizo usando cantidades ¡guales de soluto (azúcar/endulzante funcional) en la misma base solvente (leche/agua) y los resultados que se muestran en la tabla 8 y 9 fueron también consistentes con la propuesta de reemplazo.
Además, como en el caso de la leche, el dulzor en la salsa tuvo un grado de sinergia mayor dando notas más agradables.
Como se puede observar de las tablas anteriores, el endulzante funcional aporta los mismos grados Bhx que el azúcar común, pero con los beneficios adicionales de aporte calórico que cuantitativamente se mostrarán a continuación.
Como se ha demostrado, cabe destacar que las mezclas pueden funcionar de diversas formas, teniendo en cuenta el aporte de fibra que tendrá la dosis sugerida al consumidor. A continuación, se presenta la tabla nutricional, en donde se puede observar que hace un aporte calórico de 25 kCal y 12% de fibra, propiedades inesperadas en un endulzante.
Como conclusión podemos afirmar que técnicamente el reemplazo de azúcar por la formulación de la invención es totalmente viable con resultados de cuerpo, textura y dulzor ¡guales o mejores al azúcar.
VENTAJAS DE LA INVENCIÓN
• El endulzante proporciona bajo índice glicémico, aporte de fibra prebiótica (se puede declarar como buena fuente de fibra con base en el aporte por dosis sugerida).
• El uso de la mezcla endulzante funcional brinda un dulzor similar al de la sacarosa (sin residual amargo o regaliz).
• La mezcla posee un carbohidrato de lenta liberación, lo que se refleja en un efecto de energía más duradero y al mismo tiempo, se hace un mejor uso de las reservas de grasa para la producción de energía
• Es un producto amigable con los dientes, mejora en la digestión/evacuación, energía sostenida sin excitación de la insulina, energía 100% biodisponible, mejora en la atención y procesos de coordinación y concentración mental.
• El producto tiene una capacidad de dulzor de 1 ,2 veces el azúcar. En sentido práctico si se utiliza un gramo de azúcar en una preparación, a su vez, se pueden utilizar solo 800mg de endulzante funcional inventivo.
• La mezcla tiene mucha sinergia y buen comportamiento en preparaciones alimenticias, tales como bebidas lácteas, ácidas, salsas y preparaciones calientes. Soporta pH’s ácidos y es termoresistente.
A pesar que se ha descrito tanto la invención como sus ventajas con suficiente detalle, debe entenderse que pueden hacerse cambios, sustituciones, alteraciones sin alejarse del espíritu y alcance de la invención que está definido por las siguientes reivindicaciones.
Claims
REIVINDICACIONES Edulcorante funcional sustituyente del azúcar que comprende:
• Estevia -Glicósidos de esteviol o mogrósidos de frutos del monje entre un 0,1 -2%.
• Isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada entre un 20-35%
• Isomaltulosa monohidratada entre un 34-43%
• Al menos un fructooligosacarido/oligofructosa/oligofructanos FOS entre 25% - 45%
• Anticompactante entre 0,05- 1%. Edulcorante funcional sustituyente del azúcar de acuerdo con la reivindicación 1 donde todos los ingredientes están en seco y son polvos finos. Edulcorante funcional sustituyente del azúcar de acuerdo con la reivindicación 1 , donde el agente anticompactante es dióxido de silicio. Edulcorante funcional sustituyente del azúcar de acuerdo con la reivindicación 1 , donde el isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada se encuentra entre 29-35%. Edulcorante funcional sustituyente del azúcar de acuerdo con la reivindicación 1 , donde el
Fructooligosacarido/oligofructosa/oligofructanos se encuentra entre 29- 35%. Edulcorante funcional sustituyente del azúcar de acuerdo con la reivindicación 1 , en la que al menos un g licósido de esteviol se selecciona del grupo que consiste en rebaudiósido A, rebaudiósido B, rebaudiósido C, rebaudiósido D, rebaudiósido E, rebaudiósido F, rebaudiósido M, rebaudiósido X, rubusósido, Esteviósido y dulcósidos y mezclas de los mismos.
Edulcorante funcional sustituyente del azúcar de acuerdo con la reivindicación 1 , en la que el aporte del mogrosido de fruto del monje será del mogrosido V. Método de producción del endulzante funcional de la reivindicación 1 que comprende los pasos de:
• Suministro de las materias primas que comprenden al menos Estevia -Glicósidos de esteviol o mogrósidos de frutos del monje entre un 0,1 -2%, Isomaltitol o isomaltulosa hidrogenada entre un 20-35%, Isomaltulosa monohidratada entre un 34-43%, Fructooligosacarido/oligofructosa/oligofructanos FOS entre 25% - 45% y el agente anticompactante entre 0,05- 1 %.
• Pasar por un tamiz cada una de las materias primas para garantizar la homogeneidad de las partículas de la mezcla
• Mezclar los componentes por medio de un mezclador con tapa durante un intervalo de 5 a 10 minutos con temperatura y humedad controladas.
• Tamizar nuevamente para eliminar cualquier grumo.
• Empaque, etiquetado y almacenamiento. Método de producción del endulzante funcional de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la mezcla de las materias primas se hace en un mezclador en V para polvos, mezclador de tornillo vertical, un mezclador helicoidal, un mezclador de doble cono o un ribbon mixer, en donde el agente anticompactante es dióxido de silicio. Método de producción del endulzante funcional de acuerdo con la reivindicación anterior en el que la temperatura se controla entre 15-25°C y la humedad entre 50-60%.
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