Μελέτη υποκατάστασης λιπαρών ουσιών και σακχαρόζης σε προϊόντα αρτοποιίας: μπισκότα

Abstract

Η κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων λιπαρών και ζάχαρης αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα διατροφικά προβλήματα, καθώς οι λιπαρές ουσίες έχουν συνδεθεί με καρδιαγγειακές παθήσεις και παχυσαρκία, ενώ η ζάχαρη προκαλεί οδοντικές ασθένειες και συμβάλει και αυτή στην παχυσαρκία. Παρά τις συνέπειες αυτές, η αντικατάσταση των λιπαρών και της ζάχαρης, ειδικά σε ένα τρόφιμο όπως τα μπισκότα τύπου cookies, αποτελεί ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα. Οι λιπαρές ύλες προσδίδουν γεύση, άρωμα, ιδιαίτερη αίσθηση στο στόμα, βελτιωμένη υφή και καλή εμφάνιση, ενώ έχουν και λιπαντική ικανότητα στο τρόφιμο. Η ζάχαρη, εξάλλου, είναι ίσως το σημαντικότερο συστατικό των προϊόντων ζαχαροπλαστικής, καθώς χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση του όγκου και της υφής, και για την πρόσδοση γλυκύτητας στα προϊόντα. Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης ήταν να εξετασθεί η επίδραση που έχει η υποκατάσταση των λιπαρών έως και 50% από μιμητές λιπαρών, καθώς και η ολική αντικατάσταση της ζάχαρης από εναλλακτικά γλυκαντικά, στις ρεολογικές και φυσικές ιδιότητες του ζυμαριού και των τελικών προϊόντων και στις οργανοληπτικές ιδιότητες των μπισκότων. Το μπισκότο αναφοράς παρασκευάστηκε με τα ακόλουθα συστατικά: αλεύρι χωρίς διογκωτικά (48% κ.β.), ζάχαρη σε μορφή σκόνης (18% κ.β.), μαργαρίνη (21% κ.β.), άμυλο διαλυτό σε ψυχρό νερό, ορό γάλακτος, ανθρακική αμμωνία, ανθρακική σόδα, τρυγικό οξύ, γαλακτικό στεατικό νάτριο και νερό. Για την υποκατάσταση των λιπαρών έως και 50% χρησιμοποιήθηκαν έξι διαφορετικοί μιμητές λιπαρών: πολυδεξτρόζη, μαλτοδεξτρίνες χαμηλού ισοδύναμου δεξτρόζης (C*delight MD 01970), β-γλυκάνες (Dairytrim), πηκτίνη, ινουλίνη (ραφτιλίνη) και μίγμα μικροσωματιδίων πρωτεΐνης ορού γάλακτος και γαλακτωματοποιητών (Simplesse Dry 100). Οι μιμητές προστέθηκαν σε μορφή πηγμάτων ή πυκνών διαλυμάτων, μετά τη διάλυσή τους σε νερό. Η ζάχαρη αντικαταστάθηκε από πολυόλες: μαλτιτόλη, λακτιτόλη, μαννιτόλη, σορβιχόλη και ξυλιτόλη ή φρουκτόζη. Για να ενισχυθεί η γλυκύτητα στα μπισκότα με τα παραπάνω εναλλακτικά γλυκαντικά προστέθηκε ακετοσουλφαμικό κάλιο ως ισχυρό γλυκαντικό. Οι ρεολογικές ιδιότητες των ζυμαριών και των μπισκότων μελετήθηκαν με δοκιμές συμπίεσης και εκτιμήθηκε στα μεν ζυμάρια η σκληρότητα, η ελαστικότητα, η συνοχή και η συνάφεια και στα δε μπισκότα η σκληρότητα και η τραγανότητα. Οι λοιπές φυσικές ιδιότητες που μετρήθηκαν ήταν η αύξηση διαμέτρου των μπισκότων μετά το ψήσιμο, η υγρασία, η ενεργότητα νερού καθώς και το χρώμα των ζυμαριών και των μπισκότων. Οι οργανοληπτικές ιδιότητες γεύση/άρωμα, υφή και γενική εντύπωση μετρήθηκαν από ομάδα εκπαιδευμένων δοκιμαστών. Η υποκατάσταση λιπαρών επηρέασε τις ιδιότητες των ζυμαριών μειώνοντας τη σκληρότητα και τη συνεκτικότητά τους ανάλογα με το ποσοστό υποκατάστασης. Όλα τα μπισκότα με υποκατάσταση λιπαρών έως και 23% εμφάνισαν ιδιότητες παρόμοιες με του δείγματος αναφοράς, εκτός από τη σκληρότητα και την τραγανότητα. Αυξανομένου του ποσοστού υποκατάστασης του λιπαρού μειώνεται η διάμετρος, ιδιαίτερα για τα προϊόντα που περιείχαν πηκτίνη, μαλτοδεξτρίνες και β-γλυκάνες, διατηρώντας όμως ένα επιθυμητό άπλωμα. Επίσης οδήγησε σε αύξηση της ενεργότητας νερού, σε επίπεδα όμως που δεν επηρεάζεται η διατηρησιμότητα του προϊόντος. Όσον αφορά στο χρώμα των προϊόντων δεν επηρεάσθηκε σημαντικά. Η οργανοληπτική εξέταση έδειξε ότι η υποκατάσταση λιπαρών οδηγεί σε προϊόντα με γεύση/άρωμα με χαμηλότερη βαθμολογία αλλά είναι αποδεκτά, με καλύτερα εκείνα που περιέχουν πολυδεξτρόζη, ενώ επηρεάζει κυρίως τη σκληρότητα και την τραγανότητα αυτών. Οι ιδιότητες αυτές σύμφωνα με την οργανοληπτική και την ενόργανη εξέταση είναι εκείνες που επηρεάζονται περισσότερο από όλες τις άλλες και εξαρτώνται τόσο από τον τύπο του μιμητή όσο και από το ποσοστό υποκατάστασης. Η επίδραση του τύπου του μιμητή καθώς και του ποσοστού υποκατάστασης λιπαρών στην υφή μπισκότων περιγράφηκε με ένα εμπειρικό μοντέλο που στηρίχθηκε στην ιξωδοελαστική συμπεριφορά που παρουσιάζουν τα μπισκότα, και συνδέει τη σκληρότητα και την τραγανότητα που εκφράζονται από τη μεγίστη τάση και το λόγο μέγιστης τάσης/παραμόρφωσης αντίστοιχα, με τον τύπο του μιμητή και το ποσοστό υποκατάστασης. Η σκληρότητα και η τραγανότητα των μπισκότων γενικά αυξανόταν καθώς το ποσοστό υποκατάστασης γινόταν μεγαλύτερο, όμως η αύξηση αυτή ήταν μέτρια για ορισμένους από τους μιμητές λιπαρών (ραφτιλίνη, C*delight, Simplesse), με αποτέλεσμα την παραγωγή προϊόντων με καλύτερα χαρακτηριστικά υφής σε σύγκριση με τα αντίστοιχα μπισκότα χαμηλών λιπαρών που παρασκευάστηκαν χωρίς προσθήκη μιμητών. Τα εναλλακτικά γλυκαντικά επηρέασαν με διαφορετικό τρόπο έκαστο τα ρεολογικά χαρακτηριστικά του ζυμαριού. Η προσθήκη μαλτιτόλης και φρουκτόζης είχε ως αποτέλεσμα την παρασκευή ζυμαριών με τις υψηλότερες τιμές σκληρότητας και συνεκτικότητας, ενώ ακολούθησαν κατά φθίνουσα σειρά τα δείγματα που περιείχαν ζάχαρη, λακτιτόλη, σορβιτόλη και ξυλιτόλη. Η συνοχή και η συνάφεια των ζυμαριών που περιείχαν διαφορετικά γλυκαντικά ακολούθησαν αντίθετη σειρά. Οι φυσικές ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά υφής και οι οργανοληπτικές ιδιότητες των μπισκότων επηρεάστηκαν επίσης με διαφορετικό τρόπο από κάθε γλυκαντικό. Τα μπισκότα μαλτιτόλης και λακτιτόλης είχαν ιδιότητες παρόμοιες με της ζάχαρης, με τη διαφορά ότι τα μπισκότα της λακτιτόλης ήταν πιο μαλακά και λιγότερο τραγανά. Η σκληρότητα και η τραγανότητα μειώθηκε περαιτέρω, όταν χρησιμοποιήθηκαν σορβιτόλη και ξυλιτόλη ως εναλλακτικά γλυκαντικά, ενώ μειώθηκε η διάμετρος των μπισκότων και αυξήθηκε η υγρασία και η ενεργότητα νερού, χωρίς οι διαφορές να είναι σημαντικές εκτός από την περίπτωση της ξυλιτόλης. Η μαννιτόλη αποδείχθηκε ότι δεν ήταν κατάλληλη ως εναλλακτικό γλυκαντικό στα μπισκότα τύπου cookies, καθώς εμποδίζει το άπλωμα των προϊόντων, ενώ παράλληλα δίνει δυσάρεστη γεύση/άρωμα και εμφάνιση. Η φρουκτόζη επίσης θεωρήθηκε ως ακατάλληλη για τη συγκεκριμένη χρήση, καθώς προσέδωσε πικρή μετάγευοη και ιδιαίτερα σκούρο χρώμα στα προϊόντα. Με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν για τους διάφορους μιμητές λιπαρών και τα διάφορα εναλλακτικά γλυκαντικά επιλέχθηκαν ως καταλληλότερα για την παρασκευή μπισκότων χαμηλών λιπαρών και χωρίς ζάχαρη οι μιμητές πολυδεξτρόζη, ραφτιλίνη, Simplesse, και C*delight και τα εναλλακτικά γλυκαντικά μαλτιτόλη, λακτιτόλη και σορβιτόλη τα οποία και δοκιμάσθηκαν σε όλους τους δυνατούς συνδυασμούς. Η προσθήκη ραφτιλίνης, Simplesse ή C*delight σε συνδυασμούς τους με λακτιτόλη ή σορβιτόλη σε μπισκότα χωρίς ζάχαρη με μειωμένα λιπαρά κατά 35%, είχαν ως αποτέλεσμα την παρασκευή προϊόντων με σκληρότητα και τραγανότητα συγκρίσιμες με του δείγματος αναφοράς. Η προσθήκη της πολυδεξτρόζης ως μιμητή λιπαρών και της μαλτιτόλης ως εναλλακτικό γλυκαντικό οδήγησαν σε αύξηση της σκληρότητας και της τραγανότητας. Περαιτέρω υποκατάσταση των λιπαρών έως και 50% έγινε με χρήση ραφτιλίνης, C*delight ή Simplesse σε συνδυασμό με μίγμα λακτιτόλης και σορβιτόλης, αλλά τα τελικά προϊόντα είχαν μεγαλύτερη σκληρότητα και τραγανότητα από το δείγμα αναφοράς και μειωμένο άπλωμα. Τα δείγματα, που παρασκευάστηκαν με Simplesse παρουσίασαν το μεγαλύτερο άπλωμα, η γεύση τους όμως, δεν ήταν ικανοποιητική. Αντίθετα., τα μπισκότα που περιείχαν C*delight θεωρήθηκαν ως τα περισσότερο αποδεκτά κατά τον οργανοληπτικό έλεγχο. Τα χαρακτηριστικά υφής αυτών βελτιώθηκαν είτε με μείωση της προστιθέμενης ποσότητας εναλλακτικού γλυκαντικού, είτε με αύξηση της συγκέντρωσης του πήγματος του μιμητή λιπαρού. Όλα τα δείγματα μειωμένων λιπαρών και χωρίς ζάχαρη παρουσίασαν υψηλότερες τιμές ενεργότητας νερού και υγρασίας από το δείγμα αναφοράς, ωστόσο οι τιμές αυτές ήταν σε επίπεδα που εξασφαλίζουν τη διατηρησιμότητα των μπισκότων.