Transcript 03. NDC - Caloriereductie in Pralinévullingen

Caloriereductie in
vullingen
Dr. ir. Nathalie De Clercq
Laboratorium Food Technology and Engineering (FTE)
Vakgroep Voedselveiligheid en -kwaliteit
Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen
Universiteit Gent, België
www.cacaolab.be
Gent, 8 mei 2012
Productie van pralinévulling
Vetvervanging
Suikervervanging
Combinatie vet- en suikervervanging
Case-study
www.cacaolab.be
Productie van praliné
www.cacaolab.be
Productie praliné
 Receptuur pralinévulling
Ingrediënten
Massa (%)
Energie-inhoud
(kcal/g)
Bloemsuiker
45.0
4.0
Hazelnootmassa
35.0
7.2
Palmolie
20.0
9.0
43,8% vet op eindproduct
www.cacaolab.be
Productie praliné
1. Mengen
• Bloemsuiker
• Hazelnootmasssa
→ Totaal vetgehalte: 27.5%
2. Walsen
3. Mengen
• Palmolie toevoegen
Optimalisatie walsproces
- Afstand tussen walsrollen
- Aantal keer walsen
www.cacaolab.be
Productie praliné
 Deeltjesgroottedistributie
1x walsen
- Kleinere deeltjes bij kleinere walsrolopeningen
- Optimale wals-instellingen: 3-1
2x walsen
- Kleinere deeltjes bij 2x walsen
- Meer dan 2x walsen → geen
significante verbetering
Productie praliné
 Vloeigedrag
1x walsen
Kleinere afstand walsrollen
=> Kleinere deeltjes
=> Zwichtspanning en viscositeit nemen toe
2x walsen
Productie praliné
•
Smaaktest
• Praliné: 1x, 2x en 3x gewalst op walsinstelling
3-1
• Vergelijken met een commerciële praliné:
gewalst op kogelmolen en zelfde receptuur
• Geen signifante verschillen!
Walsinstelling 3-1 en 1 maal walsen
Suikervervanging
www.cacaolab.be
Suikervervanging
- Zoete smaak
Suiker (sucrose)
- Functionele eigenschappen (viscositeit, textuur, mondgevoel)
Bulk zoetstoffen
(suikervervangers)
- Vervangen de zoetheid en de
functionele eigenschappen van
sucrose
- Doseren in gelijkaardige
hoeveelheden als sucrose
Intensieve zoetstoffen
- Zeer intense, zoete smaak
- Doseren in veel kleinere
hoeveelheden dan sucrose
Hydrocolloïden
- Grote polysacchariden: ongeschikt als suikervervanger (lage
oplosbaarheid, hoge viscositeit)
- Glucopolysacchariden en fructo-oligosacchariden: suikerachtige
eigenschappen, toepasbaar als suikeralternatieven
www.cacaolab.be
Suikervervanging
Bulk zoetstoffen
(suikervervangers)
- Vervangen de zoetheid en de
functionele eigenschappen van
sucrose
- Doseren in gelijkaardige
hoeveelheden als sucrose
- Suikeralcoholen (polyolen):
- Sorbitol
- Mannitol
- Xylitol
- Maltitol
- Isomalt
- Lactitol
- Erythritol
! Laxatieve effecten
- Tagatose / Trehalose:
gelijkaardige functionaliteit als
polyolen maar laag of geen laxatief
effect
- Isomaltulose
www.cacaolab.be
Suikervervanging
- Voorbeelden:
- Acesulfaam-K
- Aspartaam
- Cyclamaat
- Alitaam
- Saccharine
- Taumatine
- Sucralose
- Stevia (rebaudioside A)
- Steviol glycosiden
Intensieve zoetstoffen
- Zeer intense, zoete smaak
- Doseren in veel kleinere
hoeveelheden dan sucrose
www.cacaolab.be
Suikervervanging
- Glucopolysacchariden
- Polydextrose
- Resistente
maltodextrines
- Maltodextrine
- Fructo-oligosacchariden
- Inuline
Hydrocolloïden
- Grote polysacchariden: ongeschikt als suikervervanger (lage
oplosbaarheid, hoge viscositeit)
- Glucopolysacchariden en fructo-oligosacchariden: suikerachtige
eigenschappen, toepasbaar als suikeralternatief
www.cacaolab.be
Suikervervanging
 Screening suikervervangers
(100% vervanging)
Suikervervanging
 Erythritol – 0 kcal/g
 Isomalt – 2 kcal/g
Enkelvoudige suikervervanging
- 100% suikervervanger X
 Maltitol – 2.4 kcal/g → 2 types: P90 en P200
 Polydextrose – 1 kcal/g
 Inuline – 1 kcal/g
Tweevoudige suikervervanging
- 50% maltitol / 50% suikervervanger X
 Maltodextrine – 2 kcal/g → 2 types: glucodry 310 en glucodry 410
Invloed op deeltjesgroottedistributie, vloeigedrag en
smaak ??
Meervoudige suikervervanging
Suikervervanging
Suikervervanging
Enkelvoudige suikervervanging
- 100% suikervervanger X
Tweevoudige suikervervanging
- 50% maltitol / 50% suikervervanger X
Meervoudige suikervervanging
Enkelvoudige suikervervanging
 Deeltjesgroottedistributie
D43
width
8span
Glucodry
310
glu
Polydextrose
poly
19,73
41,20
2,75
22,44
glu310
48,26
3,04
Glucodry
410
glu430
18,50
poly
37,19glu 430
2,54
Isomalt
Inuline
iso
18,14
iso
36,42
2,52
inu
13,83
inu25,99
malt
2,60
Maltitol
Erythri
tol
malt
ery
15,32
67,93
ref
ery 188,12
29,77
2,31
6,65
Ref.
ref
10,83
20,93
2,37
7
Frequentie (vol.
%)
Bimodale verdeling bij 100%
6 erythritol
 effect op sensorische
eigenschappen
!
5
Suikervervanging => grotere deeltjes
4
3
2
1
0
0,01
0,1
1
10
Deeltjesgrootte (µm)
100
1000
Enkelvoudige suikervervanging
 Vloeigedrag
Casson yield stress (Pa)
Casson viscositeit (Pa.s)
30
28,13
25
Zwichtspanning
20
Viscositeit: beperkt effect
15
12,93
10
8,48
8,37
5,21
5
10,14
9,43
3,92 3,97
3,54
4,31
3,41
5,44
5,24
3,83
3,29
3,35
4,02
2,43
2,21
0
ref (kristal)
ref (poeder)
Glucodry 310*
Polydextrose
Erythritol
Glucodry 430*
www.cacaolab.be
Isomalt
Maltitol (p90)
Inuline
maltitol (p200)
Enkelvoudige suikervervanging
 Sensorische eigenschappen
– Maltitol: smaak OK
– Erythritol: sterk koelend, geen hazelnootsmaak
– Isomalt: geen hazelnootsmaak, vaste praliné
– Maltodextrine: vlakke zoete smaak, bolvorming
– Polydextrose: bijsmaak, bolvorming
– Inuline: niet optimaal qua smaak, bolvorming
Smaak niet optimaal
www.cacaolab.be
Suikervervanging
Suikervervanging
Enkelvoudige suikervervanging
- 100% suikervervanger X
Tweevoudige suikervervanging
- 50% maltitol / 50% suikervervanger X
Meervoudige suikervervanging
Tweevoudige suikervervanging
 Deeltjesgroottedistributie
Polydextrose
poly
D43ref1
width
8
span
16,20
33,92
2,83
maltitol inuline
Glucodry
410
glu430
Isomalt
iso
17,58
Maltitol isomalt
35,47
2,52
17,78
36,68
2,78
maltitol erythritol
Inuline
Maltitol
Erythri
tol
inu
malt
ery
19,41
15,32maltitol polydextrose
21,68
maltitol glucodry430
36,37
29,77
43,86
2,72
2,31
3,96
Ref.
ref
10,83
matlitol
20,93
2,37
Frequentie (vol.
%)
7
6
50% maltitol + 50% erythritol:
5
kleine schouder
bij > 100 µm
4
Overige suikervervangers:
3
iets grotere
deeltjes dan
referentie
2
1
0
0,01
0,1
1
10
www.cacaolab.be
Deeltjesgrootte (µm)
100
1000
Tweevoudige suikervervanging
 Vloeigedrag
Casson yield stress (Pa)
Casson viscositeit (Pa.s)
30
25
22,57
Zwichtspanning
20,15
20
Viscositeit: beperkt effect
15
12,80
10,14
10
9,61
8,48
8,37
5,81
5,31
5
4,02
3,54
4,91
4,07
3,78
3,33
2,21
0
ref (kristal)
ref (poeder)
maltitol (p200)
malt+inuline
malt+isomalt
malt+glucodry 430*
www.cacaolab.be
malt+polydextrose
malt+erythritol
Tweevoudige suikervervanging
 Sensorische eigenschappen
– Maltitol + erythritol: storend koelend effect, goede viscositeit
– Maltitol + isomalt: goede smaak, iets te kleverig
– Maltitol + polydextrose: te viskeus, bittere nasmaak
– Maltitol + inuline: vlakke smaak, stevige praliné
Smaakafwijkingen niet volledig weggewerkt
www.cacaolab.be
Suikervervanging
Suikervervanging
Enkelvoudige suikervervanging
- 100% suikervervanger X
Tweevoudige suikervervanging
- 50% maltitol / 50% suikervervanger X
Meervoudige suikervervanging
- Erythritol
→
- Polydextrose →
→
- Inuline
→
- Isomalt
- Maltitol
wordt altijd geproefd, sterkte ~ andere componenten
afwijkende smaak niet waargenomen bij poly/malt/ery
verzacht koelend effect
redelijk neutraal, hazelnootsmaak komt goed naar voor
Meervoudige suikervervanging
 Doel: 20% calorie-reductie
60%
poly/inu/ery
(≤ 1 kcal/g)
10% poly
25% inu
25% ery
Poly laag,
inu/ery
hoog
25% poly
17,5% inu
17,5% ery
Poly hoog,
inu/ery
laag
100% suiker
40% malt
40%
malt/iso
(> 1 kcal/g)
25% malt + 15% iso
40% iso
www.cacaolab.be
Meervoudige suikervervanging
- Referentie scoort beste (meer hazelnoot,
minder koelend effect)
- Hazelnootsmaak best bewaard bij 40% malt
- Koelend effect minst bij 25% malt/15% iso
 Smaaktests
― Rangordeningstesten :
1 = meest, 4 = minst
― Hazelnootsmaak en koelend effect
Referentie (100% suiker) vs (10% polydextrose +
25% inuline + 25% erythritol + …)
Referentie (100% suiker) vs (25% polydextrose +
17,5% inuline + 17,5% erythritol + …)
100
100
Hazelnoot
90
90
Koelend effect
Koelend effect
80
80
70
70
60
som
60
som
Hazelnoot
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
Ref.
40% malt
25% malt + 15%
iso
10% poly
25% inu
25% ery
40% iso
www.cacaolab.be
Ref.
40% malt
25% malt + 15%
iso
25% poly
17,5% inu
17,5% ery
40% iso
Meervoudige suikervervanging
- Referentie scoort beste (minder bolvorming,
minder bijsmaak)
- Bolvorming minst bij 40% malt
- Bijsmaak minst bij 40% malt
 Smaaktests
― Rangordeningstests:
1= meest, 4= minst
― Bolvorming en bijsmaak
Referentie (100% suiker) vs (10% polydextrose +
25% inuline + 25% erythritol + …)
100
100
Bolvorming
Bijsmaak
90
80
80
70
70
60
60
som
som
90
50
40
30
30
20
20
10
10
0
0
40% malt
25% malt + 15%
iso
10% poly
25% inu
25% ery
Bolvorming
Bijsmaak
50
40
Ref.
Referentie (100% suiker) vs (25% polydextrose +
17,5% inuline + 17,5% erythritol + …)
40% iso
www.cacaolab.be
Ref.
40% malt
25% malt + 15%
iso
25% poly
17,5% inu
17,5% ery
40% iso
Meervoudige suikervervanging
 Smaaktests
- Voorkeur voor referentiepraliné
- Praliné met 40% iso minder lekker dan
overige praliné
― Rangordeningstests :
1= meest, 4= minst
― Algemene voorkeur
Referentie (100% suiker) vs (10% polydextrose +
25% inuline + 25% erythritol + …)
100
90
80
80
70
70
60
60
som
som
90
100
Algemene voorkeur
50
40
30
30
20
20
10
10
0
0
40% malt
25% malt + 15%
iso
10% poly
25% inu
25% ery
Algemene voorkeur
50
40
Ref.
Referentie (100% suiker) vs (25% polydextrose +
17,5% inuline + 17,5% erythritol + …)
40% iso
www.cacaolab.be
Ref.
40% malt
25% malt + 15%
iso
25% poly
17,5% inu
17,5% ery
40% iso
Vetvervanging
www.cacaolab.be
Vetvervangers
www.cacaolab.be
Vetreductie
 Enkelvoudige vetreductie: 10% vetvervanging (op product basis)
Effect emulgatoren op zwichtspanning
PGPR
Rijstzetmeel
Polydextrose
Inuline
Maltodextrine
0,4% lec +
0,4% PGPR
Verdere daling, maar
niet verhouding tot de
emulgatorconcentratie
www.cacaolab.be
Vetreductie
 Enkelvoudige vetreductie: 10% vetvervanging (op massabasis)
Effect emulgatoren op viscositeit
Rijstzetmeel
Polydextrose
Inuline
Maltodextrine
Lecithine
Emulgatorconcentratie ↑
 Geen bijkomend
viscositeitsverlagend effect
! Micelvorming
0,4% lec +
0,4% PGPR
www.cacaolab.be
Vetreductie
 Enkelvoudige vetreductie: 10% vetvervanging (op productbasis)
Smaaktest
(0,4% lec + 0,4% PGPR)
Geen significante verschillen
(30 proefpersonen)
Uitz RZM: significant minder
zoet
1= meest
4= minst
Vetvervangers
→ mengdesign
viscositeit
→ mengdesign
www.cacaolab.be
Tweevoudige vetvervanging
Palmolie (PO)
20 %
MENGDESIGN
(20,0,0)
- Referentiepraliné: 20% palmolie
- Max. vervanging:
(16,2,2)
12% rijstzetmeel+ polydextrose
- Palmolie varieert tussen 8 en 20%
(14,6,0)
- Productie 14 batchen:
- 6 samenstellingen → 1x geproduceerd
- 4 samenstellingen → 2x geproduceerd
(12,4,4)
(10,8,2)
12%
poly
- Vloeigedrag
- Kleur
- Textuur
- Via software → 2de orde vergelijking
(8,0,12)
8 % PO
12%
rzm
- die mogelijke interacties tussen de ingrediënten weergeeft
- die toelaat elk punt binnen de driehoek te voorspellen
www.cacaolab.be
(10,2,8)
(8,6,6)
(8,12,0)
- Analyses
(14,0,6)
Tweevoudige vetvervanging
 Calorische waarde
Palmolie (PO)
20 %
(621,35)
(595,35)
(573,35)
(569,35)
(547,35)
(525,35)
12%
poly
(591,35)
(565,35)
(543,35)
8 % PO
(561,35)
12%
rzm
Calorische waarde = 31.07*PO + 23.07*poly + 26.07*rzm
Tweevoudige vetvervanging
 Kleur:
Geen significante verschillen
 Hardheid:
Grootste effect bij rijstzetmeel
 Casson viscositeit
Toename viscositeit bij gebruik vetvervangers
Beperkt effect type vetvervanger
www.cacaolab.be
Tweevoudige vetvervanging
 Casson zwichtspanning
Toename zwichtspanning bij gebruik
vetvervangers
- Gemiddelde concentratie VV:
gelijkaardig effect polydextrose en rijstzetmeel
- Hoge concentratie VV:
sterkere stijging voor rijstzetmeel
Hoge zwichtspanning geeft plakkerig
mondgevoel
→ Concentratie rijstzetmeel beperken
www.cacaolab.be
Tweevoudige vetvervanging
 Conclusie mengdesign:
Op basis van zwichtspanning, hardheid en calorie-reductie
12% polydextrose + 8% palmolie
Maar: negatief smaakaspect polydextrose
Verdere optimalisatie noodzakelijk
www.cacaolab.be
Combinatie vet- en
suikervervanging
www.cacaolab.be
Vet- en suikervervanging
 Doelstelling: 30% caloriereductie in pralinévulling
 20% via suikervervanging: volledige vervanging door
100% maltitol
50% maltitol en 50% isomalt
33% maltitol – 33% isomalt – 33% inuline
 10% via vetvervanging: 10% inuline (op productbasis)
 Emulgatoren: 0.4% lecithine + 0.4% PGPR
www.cacaolab.be
Vet- en suikervervanging
Ingrediënt
Suiker
Palmolie
Hazelnootmassa
Maltitol
Inuline
Palmolie
Lecithine
PGPR
Hazelnootmassa
% in praliné
%suiker
%vet
kcal/g
Referentie praliné
45
100
0
4
20
0
100
9
35
0
63
7.21
100
100% maltitol (op suikerbasis) – 50% palmolie vervangen door inuline
45
0
0
2.4
10
0
0
1
9.20
0
100
9
0.4
0
100
9
0.4
0
100
9
35
0
63
7.21
100
Maltitol
Isomalt
Inuline
Palmolie
Lecithine
PGPR
hazelnootmassa
50% maltitol-50% isomalt (op suikerbasis) - 50% palmolie vervangen door inuline
22.5
0
0
2.4
22.5
0
0
2
10
0
0
1
9.20
0
100
9
0.4
0
100
9
0.4
0
100
9
35
0
63
7.21
100
Maltitol
Isomalt
Inuline
Palmolie
Lecithine
PGPR
Hazelnootmassa
33% maltitol-33% isomalt-33% inuline (op suikerbasis) - 50% palmolie vervangen door inuline
15
0
0
2.4
15
0
0
02
25 (=15+10)
0
0
1
9.20
0
100
9
0.4
0
100
9
0.4
0
100
9
35
0
63
7.21
100
kcal in 100g praliné
180
180
252.35
612.35
108
10
82.8
3.6
3.6
252.35
460.35
25% reductie
54
45
10
82.8
3.6
3.6
252.35
451.35
26% reductie
36
30
25
82.8
3.6
3.6
252.35
433.35
29% reductie
30% caloriereductie wordt
zeer dicht
benaderd in deze
pralinés
Vet- en suikervervanging
 Doelstelling: 30% caloriereductie in pralinévulling
 20% via suikervervanging: volledige vervanging door
100% maltitol
50% maltitol en 50% isomalt
33% maltitol – 33% isomalt – 33% inuline
 10% via vetvervanging: 10% inuline (op productbasis)
 Emulgatoren: 0.4% lecithine + 0.4% PGPR
 Vloeigedrag
Hogere zwichtspanning en viscositeit bij calorie-reductie
Praliné
Casson zwichtspanning (Pa)
Casson viscositeit
(Pa.s)
9.22 ± 0.53
2.37 ± 0.05
100% malt (SV)
10% inu (VV)
11.91 ± 1.09
14.53 ± 0.21
50% malt – 50% iso (SV)
10% inu (VV)
15.96 ± 0.69
12.16 ± 0.28
33% malt – 33% iso – 33% inu (SV)
10% inu (VV)
14.87 ± 2.30
13.56 ± 0.21
Referentie
www.cacaolab.be
Conclusies
 Caloriereductie in pralinévullingen
 30% calorie-reductie is mogelijk
 Meervoudige componentvervanging is noodzakelijk
om ongewenste smaakeffecten zoveel mogelijk weg
te werken
 !!! Optimalisatie type en concentratie emulgator
Opm
Doelstelling
≠
bekomen van identieke smaak en mondgevoel als de
vetrijke producten
=
bekomen van acceptabel en lekker product voor de
potentiële consument
www.cacaolab.be
Case-study
www.cacaolab.be
Case-study
 Receptuur pralinévullingen
Ingrediënten
Referentie
Massa (%)
Suiker
Vet
vervanging
vervanging
Vet/suiker
vervanging
Voorgebroken suiker
45.0
0.0
45.0
0.0
Hazelnootmassa
25.0
25.0
25.0
25.0
Palmolie
30.0
30.0
12.0
20.0
Maltitol (suikervervanging)
0.0
15.0
0.0
15.0
Isomalt (suikervervanging)*
0.0
15.0
0.0
15.0
Inuline (suikervervanging)*
0.0
15.0
0.0
15.0
Inuline (vetvervanging)*
0.0
0.0
0.0
10.0
Polydextrose (vetvervanging)**
0.0
0.0
18.00
Lecithine
0.0
0.04
0.04
0.04
PGPR
0.0
0.04
0.04
0.04
47%
47%
30%
38%
-
15%
22%
27%
Vetpercentage
Calorie-reductie
Leveranciers:
* Beneo
** Tate & Lyle
Case study
1. Mengen
• Voorgebroken suiker / maltitol / isomalt / inuline /
polydextrose
• Hazelnootmasssa
→ Totaal vetgehalte: 27.5%
• Palmolie
2. Walsen
- Instelling: 3-1
- Snelheid walsrollen: 400 tpm
- Watertemperatuur: 35°C
3. Mengen
• Palmolie toevoegen
• Lecithine / PGPR toevoegen
www.cacaolab.be
Case-study
Referentie
Suikervervanging
Mengen
Vetvervanging
Vet- en suikervervanging
Case-study
Referentie
Suikerreductie
Walsen
Vetreductie
Vet- en suikervervanging
Case-study
 Invloed op
deeltjesgrootte
Grotere deeltjes bij veten suikervervanging
Diameter > 30 µm → zanderigheid
(minder belangrijk dan bij chocolade)
Referentie
Suikervervanging
Vetvervanging
Vet-/suikervervanging
2.73 ± 0.17
2.38 ± 0.02
2.54 ± 0.07
3.13 ± 0.09
D[v, 0.90]
39.6 ± 1.1
47.1 ± 0.5
48.4 ± 1.0
52.8 ± 3.9
D[4,3]
17.9 ± 0.4
22.0 ± 0.3
22.2 ± 0.6
23.4 ± 2.1
Span
Case-study
 Invloed op vloeigedrag
Vetvervanging
Vet- en suikervervanging
Suikervervanging
Case-study
 Invloed op vloeigedrag
Referentie
Suikervervanging
Vetvervanging
Vet-/suikervervanging
Casson zwichtspanning (Pa)
2.68 ± 0.00
0.35 ± 0.24
1.05 ± 0.52
1.22 ± 0.38
Casson viscositeit (Pa.s)
1.10 ± 0.00
0.56 ± 0.01
5.53 ± 0.10
1.87 ± 0.06
15.61 ± 0.04
5.00 ± 0.89
38.76 ± 2.50
16.73 ± 1.11
1.84 ± 0.01
0.73 ± 0.06
6.47 ± 0.15
2.52 ± 0.03
Zwichtspanning (Pa)*
Schijnbare viscositeit(Pa.s)*
* Afoakwa et al. (2009)
Suikervervanging < referentie < vet- en suikervervanging < vetvervanging
Calorie-reductie:
meer mogelijkheden in vulling
!!! Optimalisatie emulgatoren !!!
Caloriereductie in vullingen
Dr. ir. Nathalie De Clercq
Laboratorium Food Technology and Engineering (FTE) – UGent Cacaolab
Universiteit Gent, België
 ++32(0)92646168  ++32(0)92646218
[email protected]
www.fte.UGent.be – www.cacaolab.be
www.cacaolab.be