Diversificarea gamei de produse, cu scopul de a capta atenția consumatorilor, este una dintre preocupările de bază ale tehnologilor in fiecare companie de procesare a laptelui. Iar, deserturile lactate nu fac excepție de la focus. Ca urmare, cercetătorii Universității din Michigan au realizat studiul cu titlul ”Using the mixture design approach to predict the rheological properties of low-calorie dairy desserts containing gum tragacanth exuded by three Iranian Astragalus species”, pentru a identifica modalități de optimizare a deserturilor cu șofran, fiind, așadar, vorba despre un produs din gama premium. În ediția de față vă prezentăm câteva extrase care, suntem siguri, pot inspira tehnologii români de specialitate.

Ținte de studiu

În finalizarea studiului, comportamentul în fluxul de producție, fluajul și parametrii deserturilor lactate au fost modelate prin abordarea designului amestecului. Concomitent, au fost efectuate comportamente de flux și experimente de recuperare a fluajului și au fost prezise modele pentru vâscozitate aparentă, indice de consistență, indice de debit, conformare instantanee și conformare viscoelastică.

Cinci probe reprezentative privind intervalul de vâscozitate aparentă, la viteza de forfecare de 50 s-1 au fost supuse evaluării senzoriale. Conform măsurărilor reologice, adăugarea de specii GT de A. gossypinus a dus la producerea unui desert cu o structură puternică. Apoi, au fost comparate două probe cu cel mai mare indice de consistență și cu cei mai mici parametri de creep, cu două deserturi de șofran comercial.

Rezultatele au relevat faptul că acceptarea generală a celor două probe selectate (conținând 4% greutate), A. gossypinus sau 2,66% (greutate), A. gossypinus și 1,33% (greutate / greutate), A. fluccosus, a fost similară cu cele din cele două probe comerciale.

O provocare

În prezent, există o cerere din ce în ce mai mare din partea organizațiilor globale de asistență medicală și a clienților conștienți de sănătate de produse alimentare benefice (Syarifuddin și colab., 2016). Acest lucru este valabil mai ales în cazul deserturilor, care tind să se încadreze în categoria alimentelor mai puțin sănătoase, deoarece sunt bogate în calorii, grăsimi și zaharuri adăugate, în timp ce sunt sărace în alte substanțe nutritive, inclusiv fibre.

În același timp, deserturile trebuie savurate cu moderație, pentru a lăsa o impresie memorabilă asupra consumatorilor. Prin urmare, reducerea conținutului de grăsimi și zahăr din astfel de produse alimentare, menținând în același timp acceptarea senzorială, este o provocare pentru industriile alimentare (Nejatian et al., 2013).

Reducerea conținutului de grăsime a formulării, ca una dintre cele mai frecvente metode de creare a alimentelor mai sănătoase, poate fi efectuată prin mai multe tehnici, prin simpla substituire cu alte ingrediente (înlocuitori de grăsimi) (Zambrano și colab., 2014), sau în mod complex, prin mai multe tehnologii avansate, inclusiv cristalizarea criogenică (Brooker și Tomlines 2019), extracția super-critică a fluidului și extragerea solventului (Yee și colab., 2017).

Înlocuirea unei grăsimi găsite în deserturi, cu biomateriale care au proprietăți similare, este o soluție potențială pentru îmbunătățirea caracteristicilor de sănătate ale deserturilor. În acest caz, se pot evita schimbări complexe în procesul de producție.

O soluție

Guma tragacantă (GT; coloana vertebrală a acidului α-D-galacturonic legat între 1 și 4), este o polisacharidă anionică cu o greutate moleculară mare (aproximativ 840,000 Da) și ramificată (arabinoză, xiloză, glucoză, fucoză, galactoză și ramboză) (număr E E413). Este obținută din arbustii mici din genul Astragalus și poate stabili o vâscozitate ridicată și emulsii stabile în soluții apoase (Farzi și colab., 2015) cu un grad ridicat de stabilitate în condiții acide și împotriva tratamentului termic (Balaghi et al., 2010).

Recent, cercetările au arătat un interes din ce în ce mai mare pentru aplicațiile alimentare ale GT. În plus, producerea de oligozaharide cu lanț redus, prin acțiuni enzimatice și afectarea creșterii bacteriene, în special B. longum subsp, este un nou potențial prebiotic pentru GT (Gavlighi și colab., 2013a; 2013b).

Majoritatea studiilor efectuate în domeniul aplicațiilor alimentare s-au concentrat în special pe proprietățile de îngroșare și stabilizare ale GT, în timp ce puține studii au investigat aplicarea GT în produsele cu un conținut scăzut de grăsimi (Aziznia et al., 2008; Rahimi et al., 2017). Prin urmare, studiul de față a încercat să evalueze efectul a trei tipuri de GT (A. gossypinus, A. fluccosus și A. rahensis), asupra acceptării senzoriale și a proprietăților reologice ale unui model de lactate cu un conținut scăzut de calorii.

Caracteristici și pregătirea eșantionului

Utilizând software-ul Design Expert 8 (Stat Ease Inc., Minneapolis, SUA) și metodologia de proiectare a amestecurilor, au fost pregătite 17 probe. Componentele fixe ale formulărilor au constat în lapte praf degresat (Fonterra, Auckland City, Noua Zeelandă), 9% în greutate, pulbere de șofran (șofran Bahraman, Mashhad, Iran), 0,02% în greutate, apă de trandafir (Rabee, Teheran, Iran), 3% în greutate, și stevia (Morvarid Moattar, Teheran, Iran) 0,02% în greutate.

GT brut (colectat din plantele care cresc în diferite provincii ale Iranului), a fost pudrat într-o moară electrică (moară de laborator 120, Perten, Germania), și, folosind sita standard (Atlas Sieve, Esfahan, Iran). Dimensiunea rețelei a fost ajustată la 200– 500 mm. Pe baza pretestelor reologice, concentrația finală a gingiei a fost de 4% în greutate pentru fiecare probă.

 Ingredientele uscate au fost amestecate și adăugate la cantitatea necesară de apă distilată, pentru a obține 1 kg de produs final. Produsele finale au fost preparate adăugând amestecul de pulbere în apă distilată, folosind procesorul alimentar Thermomix (Thermomix TN 31, Wuppertal, Germania). Amestecul uscat a fost adăugat încet la cantitatea măsurată de apă distilată și apoi agitat timp de 20 min la 90 C, în Thermomix la setarea 3.

La ultimul minut de agitare, la amestec s-au adăugat apă de trandafir și șofran. Produsele finale au fost turnate (umplutură la cald), în recipiente de plastic de 125 cmc și sigilate cu ajutorul unei mașini manuale de etanșare. După răcirea produselor de probă la temperatura ambiantă, au fost puse la frigider, pentru a deveni gata pentru testele reologice.

Experimente reologice

S-au studiat parametrii reologici pentru 17 probe de deserturi lactate. Indicele de consistență al eșantioanelor (modelul legii puterii, ecuația 1), s-a modificat în intervalul 0,23–0,37 Pa sn, în timp ce indicele de comportament al fluxului eșantioanelor a fost în intervalul 35,56–262,41. Pe baza rezultatelor, probele 8 și 13 (care conțin 4% A. gossypinus), au avut cea mai mare valoare a coeficientului de consistență, în timp ce cel mai mic coeficient de consistență a fost găsit în eșantionul 2.

Probele 8 și 13 au avut și cele mai mari valori de vâscozitate aparentă, în timp ce proba 2 a avut cea mai mică valoare a vâscozității aparente la viteza de forfecare de 50 s-1. Rezultate similare în ceea ce privește efectul de tip GT asupra caracteristicilor și stabilității sistemelor lactate au fost anterior raportate (Keshtkaran și colab., 2013; Nejatian et al., 2018). Ultimii autori au atribuit capacitatea mai mare de A. gossypinus în îmbunătățirea comportamentului de curgere a mediului la care a fost adăugat, compoziției sale de zahăr.

Această specie conținea un conținut mai mare de acid galacturonic și fucoză, decât celelalte două specii de GT iraniene. Mai mult, valorile obținute în acest studiu,  pentru parametrii comportamentului debitului, sunt în concordanță cu cele găsite prin alte studii pentru diverse deserturi alimentare cu hidrocolloide adăugate, cum ar fi amidon, făină de năut, carboximetil celuloză, caragenani, agar - agar și gume xantan (Aguilar- Raymundo și Vélez-Ruiz, 2018; Arancibia și colab., 2015; Oroian, 2013).

Comportamentul eșantioanelor

Comportamentul în flux al eșantioanelor a demonstrat o natură non-newtoniană și pseudoplastică. Acest rezultat a fost în acord cu studiile anterioare privind deserturile lactate (González-Tomás și colab., 2009; Tárrega și colab., 2004; Zargaraan și colab., 2015). Comparația datelor actuale privind comportamentul fluxului cu cele ale desertului cu șofran comercial, au arătat că toate probele din prezentul studiu au avut un coeficient de consistență mai mic, decât cele două mărci comerciale (Zargaraan și colab., 2013).

Cea mai esențială aplicare a testului de recuperare a fluajului este de a determina modificările structurii prin modificarea componentelor formulării (Bayarri și colab., 2009). Gama de valori de conformitate instantanee, a fost de la 0,0009 (Proba 8) până la 0,007 (Proba 2) 1/Pa și respectarea viscoelastică a tuturor probelor a fost cuprinsă între 0,0005 (Proba 8) și 0,008.

Valorile mari ale conformității instantanee (J0) și conformitatea viscoelastică au reprezentat o structură slabă (Dogan și colab., 2014; Sozer, 2019). Este interesant de menționat că fracția de gumă din eșantionul 2, care a avut cei mai mari parametri de fluaj, a fost compusă din A. rahensis și A. fluccosus. Pe de altă parte, proba 8 care a fost compusă în principal din A. gossypinus a avut parametrii mai mici de fluaj.

Prin urmare, prin combinarea acestor date cu datele privind comportamentul fluajului, se poate concluziona că eșantioanele care conțin mai multe A. gossypinus au avut o structură mai puternică. În deserturile lactate și în prezența cazeinei, conformitatea instantanee se poate referi la o rețea proteică nedistribuită (Sun și colab., 2006). Prin urmare, la concentrația fixă ​​de cazeină și GT (Probele 4, 8 și 12), și în comparație cu alte două specii GT, A. gossypinus a realizat rețele de cazeină mai elastice.

Rezultate

Rezultatele au relevat că scorul acceptării generale al probelor 8 și 9 a fost semnificativ, similar cu cel al celor două probe comerciale. Cea mai evidentă constatare care rezultă din datele reologice este că diferitele specii de GT au cauzat proprietăți reologice extrem de diverse, în deserturile lactate. Aceste rezultate par a fi în concordanță cu alte descoperiri de cercetare.

Keshtkaran et al. (2013) a declarat că proprietățile viscoelastice și parametrii de comportament al fluxului unei băuturi din lapte aromat au fost afectate în mod semnificativ de concentrația și tipul de GT (A. gossypinus și A. rahensis). Mai mult, Farzi și colab. (2015) a raportat că A. gossypinus GT, dintre trei specii GT (A. gossypinus, A. compactus și A. rahensis), a făcut cea mai mare vâscozitate aparentă, probabil datorită fracției sale insolubile cea mai mare.

În ceea ce privește profilul compozițional al laptelui praf degresat comercial utilizat (32,9 g / 100 g proteine, 3,8 g / 100 g umiditate, 0,9 g / 100 g grăsimi, 54,5 g / 100 g carbohidrați totali și 7,9 g / 100 g minerale), conținutul total de energie al eșantioanelor preparate a fost de aproximativ 33,45 Cal / 100 g. Prin urmare, valoarea energetică a deserturilor preparate a fost de aproximativ un sfert din cea a deserturilor comerciale.

În plus, pe baza rapoartelor asupra efectelor prebiotice ale GT și a scorurilor de evaluare senzorială acceptabile, rezultatele acestei cercetări au oferit idei în proiectarea de noi deserturi prebiotice lactate folosind GT. O altă implicație practică importantă a acestei cercetări a fost furnizarea unui model de desert, pentru a proiecta noi deserturi lactate fără zahăr. În cele din urmă, rezultatele acestui studiu au indicat că GT poate fi utilizat cu succes, pentru a formula deserturi lactate cu conținut scăzut de calorii.