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DISEÑO Y FORMULACIÓN DE NUEVOS ALIMENTOS
Tema 1: Desarrollo de un nuevo producto El diseño de nuevos productos puede surgir a raíz de diversos motivos: Cambios socio-culturales Falta de tiempo Prioridad por la calidad de vida y el tiempo libre Practicidad a la hora de comprar, almacenamiento y preparación Aumento de la renta de los hogares Falta de habilidades culturales Disminución del número medio de personas por hogar Diversidad de tipos de alimentación Innovar no es una opción Es una estrategia Sirve para perder el miedo, salir de la zona de confort Es una visión abierta y en perspectiva Demuestra empatía, que el cliente y el mercado son escuchados Tiene una velocidad de respuesta Se mira la calidad y la propuesta de valor para superar las expectativas Sirve como un elemento de comunicación Permite hacer uso de las nuevas tecnologías digitales I+D: Investigación y Desarrollo No siempre existe un proceso de innovación. Investigación básica: tiene como objetivo adquirir conocimientos científicos nuevos. Los científicos realizan descubrimientos Análisis de propiedades, estructuras y relaciones con el objetivo de formular hipótesis, teorías y leyes. Investigación aplicada: surge del trabajo desarrollado en la investigación básica, adquirir conocimientos nuevos orientados a un objetivo práctico determinado. En esta etapa los científicos/técnicos inventan. Dichos resultados son susceptibles de ser patentados para una futura explotación comercial. A raíz de estas investigaciones surge el desarrollo técnico , que es esa etapa en la que se desarrolla el prototipo. Se tiene éxito en la etapa de innovación cuando el producto llega al mercado y es aceptado y este se produce en masa. Desarrollo tecnológico
- Comprende el uso de conocimientos adquiridos en la investigación aplicada, orientándose a la producción de materiales, dispositivos, procesos o servicios nuevos
- La empresa ha logrado la capacidad de saber hacer (know know) y puede desarrollar prototipos o plantas pilotos.
- Si los resultados del prototipo son eficaces y viables, se harán inversiones para producir a gran escala y vender al mercado, entonces, cuando el mercado ha aceptado el producto o servicio, se convierte en innovación Diseño de nuevos productos La idea de crear un nuevo producto puede surgir a por:
- Necesidad del mercado
- Necesidad de la empresa
- Marketing
- Otros motivos El promotor de esta creación de un nuevo producto puede ser: - El cliente - El comercial - El empresario - El departamento de marketing - El departamento de I+D - La legislación - Otros Hay un flujo de innovación
Estimación del coste, calendario, mercado potencial Definir objetivos cualitativos y cuantitativos Fase 3: desarrollo del producto Se hace un estudio de la formulación: Búsqueda y homologación de proveedores Ensayos a nivel laboratorio o planta piloto Descripción del proceso productivo y sus parámetros Establecer niveles de calidad y formas de control Calendario Implicación de los diferentes departamentos Fase 4: pruebas de producto Se comprueba la funcionalidad del productor Conservación: test acelerados o no Organoléptico: Equipo de I+D: personal propio, panel de catadores Consumidor: hogares de personal propio, consumidores en general Análisis: puede ser microbiologico y físico-químico Legal Fase 5: desarrollo del packaging En esta fase se desarrolla el envoltorio/envase del producto Diseño: se busca que sea atractivo, funcional y que llegue al público objetivo Materiales: que permitan que el producto se pueda conservar y sea funcional Tamaño: saber si será familiar, individual o en packs Soporte de información Reciclable-reusable Fase 6: primera producción
Escalado de fórmula Ajustes de línea Provisión de muestras para: Test interno o de mercado Muestras testigo Control analítico ASLT en condiciones de fabricación Fase 7: salida al mercado Seguimiento exhaustivo en las primeras semanas Toma de muestras en el punto de venta Reformulaciones según el feed back recibido Store check: permite saber la dirección que debe seguir el diseño de un producto. Si no se comprende el contexto del producto, es imposible enviar el mensaje adecuado al consumidor. Cumple con unos objetivos: i) Control de la velocidad en la que los productos son rotados ii) Conocer las características y evaluar los productos de la competencia iii) Evaluar los canales de distribución de los productos de otras marcas iv) Conocer las estrategias de comercialización que usan los distribuidores de la competencia v) Comparar la comercialización de los productos con los de la competencia Valor añadido de los productos Placer: lo que provoca ganas, a menudo cargado de valores emocionales Sofisticación, exotismos, variedad sensorial, diversión Salud: acciones benéficas sobre la salud y la prevención de riesgos Natural, vegetariano, saludable Forma: atención a su apariencia física o mental Cuidado de la línea, energía-bienestar, beauty Practicidad: eficacia de uso y de adaptación a los nuevos modos de vida Facilidad de uso, ahorro de tiempo, nomadismo Ética: la solidaridad, la atención hacia los ciudadanos y hacia el medioambiente Solidaridad, ecología, sostenible e-consumidor y los retos del nuevo mercado
o Defectos, productos en mal estado o Atributos de calidad Su importancia se basa en: Calidad y madurez Recubrimiento y atractivo Uniformidad de color Intensificar color Apariencia original Las variaciones de color pueden producir diferentes percepciones sensoriales y emocionales › Niños: el color parece triunfar por encima de los sabores tradicionales, tendiendo a decantarse por colores fantasía y brillantes › Adultos: el color percibido como natural se asocia a un alimento tradicional Clasificación de los colorantes alimentarios Colorantes artificiales Sintetizados químicamente Azul brillante, tartracrina, rojo allura E-1XX Proceso químico Aditivos alimentarios Colorantes obtenidos por extracción selectiva (“naturales”) Origen a partir de una fuente natural Se someten a una extracción selectiva, a menudo a través del uso de productos químicos Beta-caroteno, luteína, antocianinas, clorofilas E-1XX Fuente natural Fuente no comestible Extracción selectiva Formulación química Alimentos colorantes Materias primas comestibles Clean label No se han sometido a una extracción selectiva Los pigmentos provienen de forma natural de la MP Extracto de zanahoria negra, remolacha, cereza Materias primas comestibles Sin extracción selectiva Estandarizados en intensidad y tono de color Según el reglamento (CE) 1333/2008 los colorantes artificiales y “naturales” son aditivos con limitaciones, mientras que los alimentos colorantes son alimentos sin limitaciones Según la legislación de la UE:
Todos los aditivos deben estar autorizados antes de usarse en alimentos El procedimiento de autorización comienza con la presentación de una solicitud forma a la Comisión Europea sobre la sustancia. Según la evaluación por parte de la EFSA, la Comisión Europea decide aprobar o no Cuando se aprueba, se incluyen en la lista de aditivos autorizados del Reglamento nº1333/2008 donde se especifican sus condiciones de uso Los aditivos alimentarios autorizados deben cumplir los criterios de pureza del Reglamento nº231/ Foodstuffs Hay que tener en cuenta que estas materias primas naturales son sensibles a los parámetros de cada receta que se quiera elaborar: pH Contenido de grasa Temperatura y tiempo Color de la base Contenido de azúcar Aire Pero podemos encontrar otros factores que influyen: Exposición a la luz: hay que diferenciar entre la luz de día y la del supermercado Tamaño del envase: influirá sobre el haz de luz Condiciones de almacenamiento Packaging Se pueden producir cambios en el color de los alimentos: Ingredientes Procesos térmicos Caramelizaciones Reacciones de Maillard: propias o inducidas Decoloraciones Oxidaciones Pardeamiento Decoloración Reacciones químicas Nitrificación Ph Cambio de tono de color Estabilidad del colorante Transmisión de luz Brillo Opacidad Iluminación Un ejemplo lo encontramos en la carne, que, según el estado de la mioglobina, podemos encontrar la carne con 3 estados diferentes de esta molécula:
En algunos alimentos puede aparecer el retrogusto , que es cuando una sustancia química no se encuentra ya en las papilas gustativas, pero queda una sensación persistente de sabor
- Existe en alimentos sólidos y líquidos y se usa en la cata de ciertas sustancias. El sabor es una sensación producida por estímulos químicos, donde ciertas sustancias de alimentos y bebidas interaccionan con las papilas gustativas de la lengua. Se reacciona a: 1- Dulce 2- Salado 3- Ácido 4- Amargo 5- Umami 6- Graso Para percibir el sabor de los alimentos podemos usar todos los sentidos Vista: es el primer sentido en acción en el mecanismo del gusto. Da mensajes sobre el estado, el color y el aspecto de un alimento y determina si un alimento esta o no este maduro. Determina la aceptación o el rechazo de un alimento: determina nuestra elección Olfacción ortonasal: cuando el alimento no está en la boca, libera unas moléculas volátiles que llegan a la mucosa olfativa. Olfacción retronasal: cuando el alimento está en la boca, la acción en la saliva de la temperatura y de la masticación, libera unos aromas que llegan por vía retronasal. Gusto: las papilas informan sobre el tipo de sabor del alimento Tacto: cuando el alimento esta en la boca, se percibe su textura, que puede cambiar en función del tiempo que pase en boca Oído: las sensaciones auditivas internas son fruto del contacto entre dientes y saliva durante la masticación, ya que nos da información sobre el frescor de un alimento Aroma (reglamento (CE) nº1334/2008 del Parlamento Europeo): producto no destinado a ser consumido como tal y que se añade a los alimentos para darles olor/sabor o para modificarlo.
- Permiten dar o modificar un sabor/olor que se ha podido perder durante el proceso de producción, conservación o almacenaje de los alimentos
- Ayuda a enmascarar notas desagradables: medicamentos, productos enriquecidos en vitaminas, aminoácidos
- Da una nota especifica que puede estar o no en la naturaleza, dando una firma diferencial al producto
- Puede ser natural o artificial en función de su origen
- Permite estandarizar el perfil de un producto Las notas aromáticas del aroma son definidas por la parte alta de la pirámide y la mezcla de moléculas y/o aceites esenciales y se caracterizan por la volatilidad de sus componentes
Los aromas se pueden clasificar en función de su composición: Materiales naturales Sustancias aromatizantes naturales: obtenidas a partir de materiales de origen vegetal, animal o microbiológico en estado natural o transformadas para el consumo humano por uno o más procesos tradicionales de preparación de alimentos. Están presentes de forma natural y han sido identificadas en la naturaleza Reparaciones aromatizantes: un producto distinto de las sustancias aromatizantes Materiales sintéticos Sustancias aromatizantes: sustancia química que posee propiedades aromatizantes Aromas de transformación: un producto obtenido por calentamiento a partir de una mezcla de ingredientes que en si no poseen necesariamente propiedades aromatizantes y al menos uno contiene nitrógeno y otro un azúcar reductor Aromas de humo: un producto obtenido por fraccionamiento y purificación de humo condensado Sal y azúcares La sal la solemos encontrar en los alimentos en forma de cloruro: potásico, cálcico, magnésico y de estaño. Potenciador de sabor: compuesto que tiene la propiedad de potenciar el aroma y el sabor de muchos alimentos sin que las concentraciones usadas posean características destacables.
- Realza el sabor de los alimentos y confiere sensación de plenitud en boca o frescor además de estandarizar el sabor de productos procesados
- Suelen ser moléculas: nucleótidos, aminoácidos, péptidos, ácidos orgánicos, bases orgánicas
- Sabor umami
- Pueden ser aditivos Glutamato monosódico: muy usado en cárnicos 5’ inosinato monofosfato 5’ guanilato monofosfato Malitol/etil malitol
- Puede ser levadura obtenida por vía química o enzimática
- Puede ser hidrolizado de proteína
Por lo general, a mayor solubilidad en un medio acuoso son aquellos que dan un sabor más ácido. El ácido cítrico produce una mayor sensación ácida en boca, pero no disminuye en proporción del pH.
- Es más hidrofílico que el ácido málico, produciendo una mayor sensación de acidez Acético Volátil, acre/picante/áspero. Se usa para impulsar otras notas Cítrico Refrescante, contrarresta sabores amargos Fosfórico Poco impacto sobre el flavor, concentraciones muy bajas Fumárico Acidez persistente con sequedad Láctico Suave, acide persistente con un aroma suave Málico Suave, acidez persistente frutal. Mejora y extiende el impacto del flavor. Perfil más redondeado/natural Tartárico Brusca acidez que se disipa rápidamente con sequedad Edulcorante: sustancia empleada para dar sabor dulce a los alimentos o en edulcorantes de mesa
- Pueden ser compuestos naturales o sintéticos de sabor
- Tienen un poder energético nulo o inferior al de la sacarosa
- El metabolismo es independiente a la insulina Donde usarlos Para mejorar perfiles nutricionales de productos Tiene un bajo valor energético Sin aporte energético Ampliar el rango de consumidores Ayudan a equilibrar la ingesta calórica consumida No interactúan con bacterias bucales y evitan las caries Puede ser y no ser una forma de reducir costes Clasificación Se clasifican en función de su aporte calórico: Nutritivos: de volumen o de carga Sacarosa y otros disacáridos Monosacáridos Polioles No nutritivos: intensivos Acesulfamo K Aspartamo
Ciclamato Neohesperidina dihidrochalcona Sacarina Taumatina Polioles: moléculas que se obtienen por hidrogenación de azúcares reductores. Es la reducción de un grupo aldehído o de acetona en alcohol
- Sorbitol, manitol, xilitol, lactitol y maltitol
- Eritrol: obtenido por fermentación bacteriana Propiedades organolépticas/nutricionales Intensidad de dulzura menor que la sacarosa Menor poder calórico que la sacarosa No se digieren al 100%, se fermentan en el intestino grueso, teniendo efectos laxantes Tienen un metabolismo diferente a los glúcidos y no son insulinodependientes Producen una sensación de frescura en boca Se tienen que declarar y etiquetar de que su consumo excesivo puede tener efectos laxantes/flatulencias Propiedades tecnológicas Aportan textura al alimento Edulcorante de peso/carga Modifican la viscosidad y la cristalización del azúcar Higroscópicos y humectantes Disminuyen la evaporación de agua Ayudan a rehidratar productos en polvo Son osmóticos y actúan como conservantes: disminuye la actividad de agua Según el producto al que se le quiera substituir la sacarosa, puede haber limitaciones debido a la solubilidad. Se recomiendan la formulación de polioles en productos con poca agua disponible Los polioles son poco solubles, por lo que no se recomienda en productos con mucha agua Los polioles tienen un efecto refrescante o calor de disolución negativo, que produce una sensación refrescante en boca. Que depende de: o Calor de la solución o Solubilidad del poliol o Tamaño de la partícula: cuanto más finas más rápido se disuelve, contribuyendo a esa sensación refrescante Xilitol: tiene el mayor efecto refrescante entre todos los polioles i es esencial para productos con sabor a menta Edulcorantes intensivos: endulzantes con poder edulcorante superior al de la sacarosa, pero que no suplen todas las funciones ya que no aportan viscosidad ni caramelizan. El edulcorante ideal es aquel que:
La sustitución por combinación produce efectos de sinergia entre ellos y las cantidades teóricas de uso disminuyen Se recomienda no usar solamente un edulcorante artificial y formular con la mezcla de 2-3 edulcorantes ya que entre ellos se enmascaran las notas gustativas negativas que presentan estos edulcorantes intensivos de forma habitual Aspartamo Según la EFSA (diciembre 2013), el aspartamo y productos derivados son seguros para la población general Es seguro y está autorizado para el consumo humano Ingesta diaria admisible de 40 mg/kg En la etiqueta tiene que poner que contiene el aspartamo y declarar su presencia, indicando nombre o número (E 951) Glicósidos de esteviol Son edulcorantes intensos extraídos de las hojas de Stevia Se llama E 960 Ingesta diaria admisible de 4mg/kg de peso corporal al dia Es importante para el desarrollo del producto que el equivalente de esteviol se indique en la especificación del extracto de glicósido de esteviol ¿alternativas a los edulcorantes? Uso de fibras funcionales en productos de bajo/reducido contenido en azúcar La inulina y las fibras funcionales son las alternativas más usadas Las fibras como ingrediente potencial en la reducción de azúcar Tema 3: conservantes y antioxidantes Las causas más comunes de alteración de alimentos son de naturaleza microbiológica y los parásitos. Se multiplican, provocando la alteración de un alimento, causando enfermedades por infección o intoxicación >20% de los alimentos del mundo se pierden por esta razón.
La conservación de los alimentos se basa en la aplicación de los procesos dirigidos a evitar la alteración causada por acción microbiana. Se actúa sobre los factores que afectan a la actividad de los microorganismos: pH Necesidad de agua Potencial de oxidación-reducción Sustancias inhibidoras Temperatura Métodos de conservación Se clasifican en función del factor al que afectan: o Basados en la disminución del pH: adición de ácido al alimento, que puede ser artificial o natural o Basados en la reducción de agua disponible: Medios físicos: deshidratación o concentración por evaporación Medios químicos: adición de azúcar o sal, provocando una osmosis en donde la célula pierde agua. o Basados en el potencial de óxido-reducción: con aquellos microorganismos que necesitan oxígeno, se busca envasarlos en medios ausentes o pobres en oxígeno o Basados en el uso de sustancias inhibidores: sustancias que afectan al desarrollo de los microorganismos como conservadores o antisépticos o Basados en el uso de calor o frio: pasteurización, esterilización, refrigeración, congelación o Basados en la aplicación conjunta de varios sistemas: se usan para reducir la intensidad del tratamiento o para mejorar las características organolépticas del alimento. Por ejemplo, alimentos que se han modificado o concentrado por evaporación se l somete a un tratamiento de pasteurización. Los envasados en atmosferas controladas o pasteurizados requieren un mantenimiento refrigerado Las causas de la alteración pueden ser: × Microbiológicas × Físico-químicas × Enzimáticas × Otras: presencia de cuerpos extraños… La alteración produce un riesgo sanitario y cambios a nivel nutricional y organoléptico La posible solución hay que planteársela a través de 2 preguntas: 1- Identificar la causa 2- Actuar sobre la causa Una vez se tiene conocimiento de estas 2 preguntas: Evitar la causa Destruir la causa
Modifican la permeabilidad de la membrana celular, bloqueando la actividad enzimática y afectando a su estructura genética Se pueden llamar conservadores Los conservantes están influenciados por una serie de factores: pH: Constante de disociación del conservante, ácidos orgánicos que tienen mejor actividad en su forma no disociada Coeficiente de reparto: los microorganismos están en fase acuosa, por lo tanto, el conservante tendría que ser hidrosoluble Aw: ha de ser baja para poder evitar el crecimiento de microorganismos Otros factores del sustrato: oxígeno, potencial, redox, CO Influencia del pH Los conservantes se disocian en solución acuosa y su actividad puede diferirse por: 1- La disminución del pH por los H+ liberados, que disminuyen la viabilidad del microorganismo 2- La parte no disociada de la molécula del conservante, es la que tiene acción microbiana, tiene capacidad para cruzar la membrana celular y actuar a nivel enzimático 3- La acción conservante esta ligada al pH del medio, el % de fracción no disociada disminuye al aumentar el pH. 4- Estos conservadores son más activos cuanto menor sea el valor del pH y suelen ser más efectivos frente a levaduras y hongos, pero no a bacterias 5- Hay que vigilar la solubilidad, por eso se usan las sales potásicas o sódicas de estos ácidos Coeficiente de reparto o Es la relación entre la solubilidad en grasas respecto a la solubilidad en agua o El crecimiento microbiano ocurre en la fase acuosa, por lo que el % del conservante repartido en la fase grasa se pierde o En los alimentos ricos en grasa se tiene que aumentar la dosis de conservantes que tengan un mayor coeficiente de reparto o La sal y el azúcar aumentan el CR ya que disminuyen la solubilidad en fase acuosa Influencia de la Aw o Si se añade una sustancia que disminuya la Aw, se favorece la acción de los conservantes o Incrementa la concentración en la fase acuosa libre
o Produce un efecto osmótico sobre el propio microorganismo Influencia de otros factores del substrato o La sal, los hidratos de carbono y el alcohol son las que más alteran la funcionalidad o Potencial redox y presión parcial de oxígeno o Microorganismos: bacterias ácido-lácticas Ácido propiónico, propionatos de sodio y calcio (E-281/E-282) Se usan para que las levaduras crezcan y fermenten, pero a la vez, se evite el crecimiento de moho Son muy activos frente a mohos y en menor medida a levaduras y bacterias, aunque si atacan a las bacterias causantes de ahilamiento del pan Es el conservante más usado en la elaboración de panes de larga duración Se incorporan en pequeñas dosis Son más activos a pH bajos Sulfitos (E-220 a E-228)
