Desarrollo de base para helados sin colesterol

Autor: Rozycki, Sergio D.; Fernandez, Juan M.; Giorda, Agustina A.

El helado ha conquistado ya la mesa familiar, adonde puede hacerse presente en cualquier época del a?o, y la variedad de gustos y presentaciones disponibles es cada vez más amplia. La producción anual argentina de helados ronda las 180.000-200.000 toneladas, y el consumo promedio per cápita alcanzó los 4 kg/a?o, ocupando nuestro país el puesto 12 de consumo a nivel mundial (Di Bartola, 2005).

Por su mezcla de ingredientes de alta calidad, el helado resulta refrescante y fácil de digerir. Su valor energético viene dado por su contenido en grasa, proveniente de la leche, y por los hidratos de carbono agregados. Posee un importante valor nutritivo que es aportado por su principal ingrediente: la leche. Ésta proporciona proteínas de alto valor biológico y calcio altamente biodisponible. También están presentes minerales como fósforo, magnesio y potasio (González Corbella, 2007).

 

Proteínas lácteas
Las proteínas de la leche contienen todos los aminoácidos esenciales para la vida. También hay que destacar en la leche las vitaminas liposolubles, fundamentalmente A, D y K y sus minerales, especialmente el calcio (Spreer, 1991; Walstra et al, 2006). Las proteínas, cuando se encuentran en adecuada proporción, tienden a hacer el helado más compacto y suave, evitando una textura débil y tosca. Por lo tanto, si se utilizan en poca cantidad se debilita la estructura del helado, y si están presentes en exceso ocasionan el defecto de arenosidad (Mantello, 2008).

Una posibilidad industrial como sustituto de sólidos no grasos es utilizar concentrado de proteína de suero (Whey Protein Concentrate - WPC), en las formulaciones de las mezclas bases para postres helados (Chandan, 1997). El WPC es una excelente fuente de proteína de alta calidad, con la cual se producen helados o postres helados de buena calidad, con mayor contenido proteico que el helado normal. El WPC contribuye además a obtener calidades sensoriales y texturales favorables (Hofi y col., 1993; Tirumalesha y Jayaprakasha, 1998; Koxholt y col., 1999; Ruger y col., 2002; Patel y col., 2006).

Estabilizantes, espesantes, gelificantes y emulsionantes en helados
En el caso particular de los helados, los estabilizantes que más interesan son los emulsionantes, espesantes y gelificantes. Los espesantes y gelificantes dan a los helados una estructura firme, “con cuerpo”. Los estabilizantes aumentan la viscosidad de la mezcla del helado. De esta manera se retrasa el desnatado y favorecen así la estabilidad de la emulsión. Demoran el crecimiento de los cristales de hielo y lactosa, mejorando con ello la estabilidad de los helados en el almacenamiento. En presencia de agua forman espuma con el aire, acentúan con ello la capacidad de batido de la mezcla y rebajan la tendencia a la fusión del helado (Fritz, 1989). Los emulsionantes refuerzan la estabilidad grasa-agua.

El colesterol y la salud
A pesar de que para una buena salud se requiere una cantidad diaria de colesterol en la dieta, una concentración demasiado elevada de colesterol sanguíneo puede aumentar el riesgo de tener accidentes cerebrovasculares. La existencia sostenida de niveles elevados de colesterol LDL (popularmente conocido como "colesterol malo") por encima de los valores recomendados, incrementa el riesgo de sufrir estos eventos (principalmente infarto de miocardio agudo) hasta diez a?os después de su determinación (Schaefer, 2002). Por el contrario, y de manera interesante, el colesterol presente en las lipoproteínas de alta densidad (HDL) ejerce un rol protector del sistema cardiovascular, que por ello se conoce como "colesterol bueno". El exceso de “colesterol malo” se deposita en las paredes de las arterias y se asocia a una reacción inflamatoria (ateroesclerosis), provocando una disminución en su diámetro hasta el punto de obstruirlas generando, según el territorio afectado, un infarto de miocardio, un accidente cerebrovascular u otras manifestaciones de isquemia arterial (Murgio, 2005). Actualmente hay un gran impacto de los productos “libres de colesterol” sobre la población (Bradley, 1989). Con el fin de satisfacer las necesidades de los consumidores se han desarrollado algunos métodos para disminuir las cantidades de colesterol en alimentos, entre ellos de la grasa de leche (Boudreau y Arul, 1993).

  

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1 - Estructura química del colesterol                    Figura 2 - Representación esquemática de la formación de un complejo de inclusión.

 

 

 Alimentos reducidos en colesterol
El ser humano es una especie en la cual la aterosclerosis puede ser inducida por alimentación con colesterol. Es por esto que se han estudiado y probado diferentes métodos físicos, químicos y biológicos para reducirlo en productos alimenticios, entre ellos los lácteos (Lee y col., 1999; Shim y col., 2003). La reducción de colesterol en los alimentos puede ser parcial o casi total, existiendo alimentos “libres” y “reducidos” en colesterol. Al respecto, el artículo 1378 bis de la Ley 18.284 del Código Alimentario Argentino establece que: “Con la designación de Alimento dietético sin Colesterol se entiende a aquellos que normalmente lo contienen pero que han sido elaborados sólo con materias primas que no aporten colesterol o los que mediante un adecuado proceso tecnológico logren eliminar totalmente el colesterol de su composición normal”.

b-Ciclodextrina (b-CD)
Existen varios estudios que comprueban que la remoción de colesterol es conducida efectivamente por la b-CD (Lee y col., 1999; Shim y col., 2003). Esta técnica se aplica en productos animales tales como huevos y productos lácteos, debido a que la b-CD es inocua para el ser humano (condición GRAS). La b-CD está disponible industrialmente a un costo razonable y forma un complejo de inclusión con el colesterol (Figura 2), muy estable a temperatura ambiente y fácil de separar del resto del producto por filtración o centrifugación, sin que se altere en absoluto la composición y las propiedades nutricionales de la materia prima (Hedges, 1998).

La vitamina D (sucesora del colesterol) presente en la leche no es removida ya que no forma complejo con la b-CD en un medio acuoso (Boudreau y Arul, 1993)

Material y métodos
Elaboración de la mezcla base sin colesterol. A partir de leche en polvo entera (LPE) sin homogeneizar se obtuvo una mezcla con alto porcentaje de sólidos totales (% ST). Luego se a?adió crema, para obtener una mezcla base inicial con el porcentaje de grasa requerido (4, 6 y 8%). Posteriormente se calentó, homogeneizó y enfrió, agregándose b-CD sólida para acomplejar el colesterol. Se agitó para favorecer el contacto b-CD-colesterol y se enfrío, centrifugándose posteriormente para obtener la mezcla base inicial “sin colesterol” en el sobrenadante y el complejo b-CD-colesterol en el precipitado (barros). Se separó el sobrenadante y se le agregaron los demás ingredientes y aditivos, exentos de colesterol: azúcar (sacarosa), proteínas de suero (WPC) y estabilizante. Se realizó un tratamiento térmico, se dejó enfriar y se agregó saborizante, almacenando la mezcla base en freezer (-20?C) para su maduración y posterior evaluación sensorial.

Cuantificación del porcentaje de extracción del colesterol (% EC). Se aplicó un método enzimático-colorimétrico, utilizando un patrón estándar de colesterol puro y aplicando la Ley de Lambert-Beer (Spotti, 2008).

Metodología de investigación. Se utilizó un dise?o experimental Box-Bhenken, modificado. Las variables investigadas fueron el porcentaje de materia grasa (% MG) en la mezcla base (X1=% MG = 4; 6 y 8%), el porcentaje de concentrado de proteínas de suero agregado (X2=% WPC 35 = 0; 1 y 2%) y la relación %b-ciclodextrina / %materia grasa de leche (X3) (Myers and Montgomery, 1995).

Evaluación sensorial
Análisis cuantitativos
Catorce evaluadores seleccionados, utilizando escalas no estructuradas de 10 cm ancladas en los extremos, analizaron las características descriptivas de la textura sensorial de las muestras (cremosidad, aspereza, astringencia y cristalinidad), las que fueron consensuadas por los panelistas en el periodo de entrenamiento realizado, determinándose los extremos de las escalas: 1= “casi nada” y  9 = “mucho”. Las muestras se codificaron con números aleatorios de tres cifras (Amerine et al, 1965). La definición de cada característica o parámetro es:

Astringente: sensación resultante de una contracción de la mucosa en la boca.
Cremoso: utilizado para describir la mayor o menor facilidad para ser deformado por un movimiento de arrastre tangencial; parámetro asociado a consistencia y viscosidad.
Áspero: falta de suavidad, irritante.
Cristalino: sensación de percepción de cristales de hielo a través de la lengua.

Análisis cualitativos
Defectos y aptitudes. Los mismos panelistas, en las mismas condiciones, evaluaron diferentes características cualitativas del producto, utilizando tres descriptores: “apenas perceptible”, “medianamente perceptible” y “muy perceptible”. Las características fueron defectos, como ser sabor a suero, a cocido, rancio, oxidado, metálico y viejo, entre otros. Otras características fueron clasificadas como deseables, como ser sabor dulce y a crema.

Aceptabilidad. Se realizó un ensayo de aceptabilidad (ASTM, 1968) con cien evaluadores no entrenados, empleando una Escala Hedónica con nueve niveles de aceptabilidad desde “me disgusta muchísimo” hasta “me gusta muchísimo”. Las muestras fueron codificadas con números aleatorios de tres cifras. Los evaluadores degustaron las muestras y seleccionaron, para cada una, uno de los nueve niveles del descriptor mencionado.

Resultados
En la tabla 2 se observa que el porcentaje de extracción de colesterol aumenta cuanto menor es la concentración de grasa (4%) y mayor es la concentración de bCD respecto a grasa, influyendo más la última variable. Por ende, en sistemas más concentrados en grasa se dificulta la extracción del colesterol, debido a que el aumento de dicha concentración hace menos eficiente la homogenización, etapa de elaboración clave para liberar el colesterol y dejarlo expuesto para su posterior acomplejamiento y extracción. La formación de este complejo es un equilibrio que se desplaza favorablemente cuanto mayor es la concentración del agente acomplejante (bCD).

 

Evaluación de laestabilidad del producto
El tiempo de goteado (tg), o sea el tiempo que demora la mezcla base en producir la primer gota, es una medida de la estabilidad del sistema. Cuanto mayor es el %MG y el %WPC 35 (proteínas de suero) mayores son los valores de tg y, por ende, mayor es la estabilidad o tiempo necesario para que se produzca la primer gota de mezcla base líquida (fundida), influyendo en mayor medida el %MG. Por ende, el aumento del contenido de materia grasa y de proteínas de suero retarda el pasaje a líquido de las mezclas bases sólidas iniciales.

Dalgleish (1990) observó que en estructuras gelificadas, la grasa participa activamente de las mismas, formando parte de ella y generando una estructura más cerrada con poros más peque?os, lo que provoca una mayor dificultad para la salida de líquido desde la matriz alimenticia hacia el exterior, produciendo una mayor retención del mismo (> tg).

 

Las interacciones del tipo glóbulos grasos - gel proteico podrían resultar de la reacción entre la b-lactoglobulina adsorbida por los glóbulos grasos con la k-caseína, a través de enlaces disulfuro formados durante la etapa de calentamiento. Las interacciones no covalentes (enlaces hidrofóbicos, principalmente) podrían también ser importantes (Dalgleish, 1990). Debido al calentamiento efectuado antes de la homogeneización, interacciones de este tipo o similares podrían estar presentes en los sistemas estudiados.

En cuanto a las proteínas de suero, presentan un gran nivel de hidratación, por lo cual poseen alto poder de captación de agua (PCA) y suelen usarse como aditivos en productos alimenticios que están propensos a liberar suero (leches fermentadas, embutidos, etc.) para minimizar o evitar este defecto en el producto final.

 

Cuando la leche o cualquier producto que la contenga se calienta, la b-lactoglobulina se desnaturaliza y reacciona con la k-caseína para formar un complejo insoluble. Cuando la mezcla base inicial (cuyo componente principal en cantidad es la leche) se fortifica con WPC, la b-lactoglobulina excede la concentración de k-caseína. Como resultado se forman otros complejos de proteínas como b-lactoglobulina y a-lactoalbúmina. Uno de los beneficios más significativos del WPC es su efecto sobre la separación o sinéresis durante el almacenamiento (vida de anaquel). Cuando se tratan con calor de manera correcta, los productos fortificados con WPC tienen una viscosidad más alta y mejores propiedades para retener el agua (Hugunin, 2008).

Análisis sensorial de las mezclas base
Análisis cuantitativo. Se evaluaron cuatro características sensoriales de las mezclas iniciales, a saber: Cremosidad (C), Aspereza (A), Astringencia (As) y Cristalinidad (Cr). Se observó una relación directa entre las tres variables de dise?o (X1 porcentaje de materia grasa; X2 porcentaje de concentrado de proteínas de suero; y X3 relación %b-ciclodextrina/%materia grasa de leche) y la cremosidad, y una relación inversa con la cristalinidad, la aspereza y la astringencia. Por ende, cuanto mayor es la concentración de WPC 35, de bCD y de grasa, mayor es la cremosidad y menor es la cristalinidad (formación de cristales), la aspereza y la astringencia de las bases elaboradas. La variable que más influye es la concentración de grasa. Las variables de dise?o que mejor describen la textura del producto son la materia grasa y, en menor medida, las proteínas de suero.

Análisis cualitativo. Se calcularon los promedios ponderados para cada defecto (PPD), el puntaje ponderado global que incluye todos los defectos de cada muestra (PPGD) y el puntaje ponderado global que incluye todos las características deseables de cada muestra (PPCD). Se observó que todas las muestras presentan defectos calificados entre “poco” y “moderado”, en menor medida cuanto mayor es el % MG, aumentando con esta variable las características deseables, a “moderado” y “mucho”. Por ende, la grasa gobierna las características sensoriales de las mezclas bases.

Esto permitió seleccionar algunas muestras y calificarlas como las de mejores características sensoriales, con las cuales se realizaron ensayos de aceptabilidad, por grado de gusto. Se seleccionaron tres muestras que presentaron las mejores características sensoriales, para realizarles el ensayo de aceptabilidad. Para esto se contó con un panel de 100 personas no entrenadas, de distintas edades y sexos, las cuales evaluaban las muestras según el grado de gusto. Las características de estas muestras aparecen en la tabla 4.

 

 

Los resultados generales de la evaluación de aceptabilidad se muestran en la figura 3.
Se observa que en el rango de “me gusta muchísimo” y “me gusta mucho”, las personas en general prefieren la mezclas bases de mayor contenido de materia grasa, lo mismo ocurre cuando separamos a los evaluadores en grupos de edades, observándose un cambio en el grupo de >60 a?os, donde ocurre lo contrario: prefieren las mezclas con el menor contenido graso.

La mayor aceptabilidad se relacionó al mayor contenido de grasa. Mezclas con el mayor contenido de grasa obtuvieron una aceptación mayor al 60% (puntuación mínima “me gusta mucho”) y mayor al 85% (puntuación mínima: me gusta moderadamente). La textura del producto se encuentra influenciada principalmente por el contenido de materia grasa y, en menor medida, por el de proteínas de suero.

 

Figura 3 - Porcentajes de aceptabilidad según la escala hedónica

 

 

Conclusiones

- Extracción de colesterol. La variable que más influye sobre esta extracción es la concentración del agente acomplejante-extracto (bCD), influyendo en forma directa. Se observa una influencia inversa del porcentaje de materia grasa sobre el porcentaje de extracción de colesterol, debido a que la mayor concentración de grasa disminuye la efectividad de la homogeneización, disminuyendo la disponibilidad del colesterol para ser acomplejado.

Las proteínas de suero influyen inversamente sobre el porcentaje de extracción. Las proteínas de suero se adsorben parcialmente sobre los glóbulos grasos luego de la homogeneización para formar las nuevas membranas de los mismos. Esto podría estar produciendo cambios, principalmente superficiales, que estarían impidiendo el acomplejamiento del colesterol, disminuyendo la efectividad de su extracción.

- Determinaciones físicas. Se observa que cuanto mayor es el porcentaje de materia grasa o el porcentaje de proteínas de suero, mayor es el tiempo necesario para que se produzca la primera gota de mezcla base líquida (fundida), retardándose el pasaje a líquido de las mezclas bases sólidas iniciales. Por ende, al aumentar cualquiera de las tres variables en estudio (porcentaje de materia grasa; porcentaje de concentrado de proteínas de suero y relación %b-ciclodextrina/%materia grasa de leche), la velocidad de fusión de la mezcla base inicial decrece, tanto más cuanto mayor es el porcentaje de materia grasa, aumentando la estabilidad del sistema.

- Análisis sensorial. A medida que aumenta la concentración de proteínas de suero y de bCD disminuyen la aspereza y la astringencia, influyendo en mayor medida la bCD. Se observó una relación directa entre las tres variables en estudio y la cremosidad, e inversa con la cristalinidad, dependiendo principalmente del porcentaje de materia grasa. Se concluye que la cremosidad está gobernada en forma directa por el contenido de proteínas de suero y de grasa de la mezcla base inicial, principalmente de esta última.

 

Las muestras presentan defectos calificados entre “poco” y “moderado”, en menor medida cuanto mayor es el porcentaje de materia grasa, aumentando con esta variable las características deseables a “moderado” y “mucho”.

La mayor aceptabilidad se relacionó al mayor contenido de grasa. Mezclas con 8% de grasa obtuvieron muy buena aceptación, mientras que con 4% de grasa fueron favorablemente puntuadas. La textura del producto se encuentra influenciada principalmente por el contenido de materia grasa y en menor medida por la concentración de proteínas de suero, siendo las que mejor describen la textura del producto. Este trabajo permitió desarrollar un alimento nutritivo, funcional y de amplia aceptación, con muy buenas características generales.

Agradecimientos
Universidad Nacional del Litoral - Programa CAI D 2006-2008, 12/H624, PACT 37, PI 205.
Heladerías Veneto S.A., Parque Industrial Sauce Viejo, Santo Tomé, Santa Fe, Argentina, principal empresa colaboradora de esta investigación.
Ferromet S.R.L., Buenos Aires – Milkaut Coop. Unidas Lta., Franck, Argentina.

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