Laboratorium Food Technology and Engineering (FTE) Vakgroep Voedselveiligheid en -kwaliteit

1. Caloriereductie in vullingen Dr. ir. Nathalie De Clercq • Laboratorium Food Technology and Engineering (FTE) • Vakgroep Voedselveiligheid en -kwaliteit • Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen • Universiteit Gent, België • Gent, 8 mei 2012 www.cacaolab.be

2. Productie van pralinévulling • Vetvervanging • Suikervervanging • Combinatie vet- en suikervervanging • Case-study www.cacaolab.be

3. Productie van praliné www.cacaolab.be

4. Productie praliné • Receptuur pralinévulling 43,8% vet op eindproduct www.cacaolab.be

5. Productie praliné • → Totaal vetgehalte: 27.5% Optimalisatie walsproces • Afstand tussen walsrollen • Aantal keer walsen www.cacaolab.be

6. Productie praliné • Deeltjesgroottedistributie 2x walsen 1x walsen - Kleinere deeltjes bij kleinere walsrol- openingen - Optimale wals-instellingen: 3-1 • Kleinere deeltjes bij 2x walsen • Meer dan 2x walsen → geen • significante verbetering

7. Productie praliné • Vloeigedrag 1x walsen 2x walsen Kleinere afstand walsrollen =>Kleinere deeltjes =>Zwichtspanning en viscositeit nemen toe

8. 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

9. Suikervervanging www.cacaolab.be

10. Suikervervanging • Suiker (sucrose) • Zoete smaak • 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

11. Suikervervanging • Suikeralcoholen (polyolen): • Sorbitol • Mannitol • Xylitol • Maltitol • Isomalt • Lactitol • Erythritol • ! Laxatieve effecten • Tagatose / Trehalose: gelijkaardige functionaliteit als polyolen maar laag of geen laxatief effect • Isomaltulose • Bulk zoetstoffen • (suikervervangers) • Vervangen de zoetheid en de functionele eigenschappen van sucrose • Doseren in gelijkaardige hoeveelheden als sucrose www.cacaolab.be

12. Suikervervanging • Voorbeelden: • Acesulfaam-K • Aspartaam • Cyclamaat • Alitaam • Saccharine • Taumatine • Sucralose • Stevia (rebaudioside A) • Steviolglycosiden • Intensieve zoetstoffen • Zeer intense, zoete smaak • Doseren in veel kleinere hoeveelheden dan sucrose www.cacaolab.be

13. 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

14. Suikervervanging • Screening suikervervangers (100% vervanging) • Erythritol – 0 kcal/g • Isomalt – 2 kcal/g • Maltitol – 2.4 kcal/g • Polydextrose – 1 kcal/g • Inuline – 1 kcal/g • Maltodextrine – 2 kcal/g → 2 types: P90 en P200 → 2 types: glucodry 310 en glucodry 410 Invloed op deeltjesgrootte-distributie, vloeigedrag en smaak ??

15. Suikervervanging

16. Enkelvoudige suikervervanging • Deeltjesgroottedistributie • Bimodale verdeling bij 100% erythritol • effect op sensorische eigenschappen ! • Suikervervanging => grotere deeltjes Frequentie (vol. %) Deeltjesgrootte (µm)

17. Enkelvoudige suikervervanging • Vloeigedrag Zwichtspanning Viscositeit: beperkt effect www.cacaolab.be

18. 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

19. Suikervervanging

20. Tweevoudige suikervervanging • Deeltjesgroottedistributie 50% maltitol + 50% erythritol: kleine schouder bij > 100 µm Frequentie (vol. %) Overige suikervervangers: iets grotere deeltjes dan referentie www.cacaolab.be Deeltjesgrootte (µm)

21. Tweevoudige suikervervanging • Vloeigedrag Zwichtspanning Viscositeit: beperkt effect www.cacaolab.be

22. 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

23. Suikervervanging → wordt altijd geproefd, sterkte ~ andere componenten → afwijkende smaak niet waargenomen bij poly/malt/ery → verzacht koelend effect → redelijk neutraal, hazelnootsmaak komt goed naar voor

24. Meervoudige suikervervanging • Doel: 20% calorie-reductie 10% poly 25% inu 25% ery Poly laag, inu/ery hoog 60% poly/inu/ery (≤ 1 kcal/g) 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

25. 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 10% poly 25% inu 25% ery 25% poly 17,5% inu 17,5% ery www.cacaolab.be

26. 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 10% poly 25% inu 25% ery 25% poly 17,5% inu 17,5% ery www.cacaolab.be

27. Meervoudige suikervervanging • Voorkeur voor referentiepraliné • Praliné met 40% iso minder lekker dan overige praliné • Smaaktests • Rangordeningstests : 1= meest, 4= minst • Algemene voorkeur 10% poly 25% inu 25% ery 25% poly 17,5% inu 17,5% ery www.cacaolab.be

28. Vetvervanging www.cacaolab.be

29. Vetvervangers www.cacaolab.be

30. 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

31. 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

32. 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

33. Vetvervangers → mengdesign viscositeit → mengdesign www.cacaolab.be

34. Palmolie (PO) 20 % (20,0,0) (16,2,2) (14,6,0) (14,0,6) (12,4,4) (10,8,2) (10,2,8) (8,0,12) (8,6,6) (8,12,0) 12% poly 12% rzm 8 % PO Tweevoudige vetvervanging • MENGDESIGN • Referentiepraliné: 20% palmolie • - Max. vervanging: • 12% rijstzetmeel+ polydextrose • - Palmolie varieert tussen 8 en 20% • Productie 14 batchen: • 6 samenstellingen → 1x geproduceerd • 4 samenstellingen→ 2x geproduceerd • Analyses • Vloeigedrag • Kleur • Textuur • Via software → 2de orde vergelijking • die mogelijke interacties tussen de ingrediënten weergeeft • die toelaat elk punt binnen de driehoek te voorspellen www.cacaolab.be

35. Tweevoudige vetvervanging • Calorische waarde Palmolie (PO) 20 % (621,35) (595,35) (573,35) (591,35) (569,35) (547,35) (565,35) (561,35) (543,35) (525,35) 12% poly 12% rzm 8 % PO Calorischewaarde= 31.07*PO + 23.07*poly + 26.07*rzm

36. 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

37. 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

38. 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

39. Combinatie vet- en suikervervanging www.cacaolab.be

40. 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

41. Vet- en suikervervanging 30% calorie-reductie wordt zeer dicht benaderd in deze pralinés

42. 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 www.cacaolab.be

43. Conclusies • Caloriereductie in pralinévullingen • 30% calorie-reductie is mogelijk • Meervoudige componentvervanging is noodzakelijkom ongewenste smaakeffecten zoveel mogelijk wegte 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

44. Case-study www.cacaolab.be

45. Case-study • Receptuur pralinévullingen Leveranciers: * Beneo ** Tate & Lyle

46. Case study • → Totaal vetgehalte: 27.5% www.cacaolab.be

47. Case-study Referentie Vetvervanging Mengen Suikervervanging Vet- en suikervervanging

48. Case-study Referentie Vetreductie Walsen Suikerreductie Vet- en suikervervanging

49. Case-study • Invloed op deeltjesgrootte Grotere deeltjes bij vet- en suikervervanging Diameter > 30 µm →zanderigheid (minder belangrijk dan bij chocolade)

50. Case-study • Invloed op vloeigedrag Vetvervanging Vet- en suikervervanging Suikervervanging