Dulzura Percibida de Aspartame y Sacarosa en Yogurth

Vol. 2 Núm. 1
Naturaleza y Desarrollo
Enero-Junio 2004
Dulzura Percibida de Aspartame y Sacarosa en Yogur
Arturo Hernández Montes, Emilia Palomo López, Armando Santos Moreno
Departamento de Ingeniería Agroindustrial
Universidad Autónoma Chapingo Km 38.5 carretera México-Texcoco, C.P. 56230
Tel: 01(595)9552141 Correo electrónico: [email protected]
Resumen
No existen reportes sobre la percepción de dulzura de aspartame en yogur. El objetivo del presente trabajo fue
evaluar el efecto del aspartame y sacarosa sobre las características sensoriales y físicas del yogur batido. Se
evaluaron 5 concentraciones equivalentes de cada edulcorante: aspartame y sacarosa. Asimismo, se evaluó la
dulzura en función del tiempo, la diferencia apenas detectable, el punto de igualdad subjetiva, consistencia y
acidez del yogur. Los resultados mostraron que el aspartame tuvo un poder edulcorante mayor que la sacarosa
a bajas concentraciones, no obstante su dulzor se redujo con el tiempo; la concentración ideal de aspartame es
equivalente a 14 % (g·g1 ) de sacarosa y puede modificarse en ± 3 %. Las diferentes concentraciones de
aspartame en el yogur no modificaron su consistencia y firmeza. El yogur edulcorado con aspartame mostró
un mayor desarrollo de la acidez comparado con el yogur edulcorado con sacarosa.
Palabras Clave : Dulzura, consistencia, percepción.
Abstract
Reports on the effect of aspartame on the perceived sweetness of yoghurt do not exist. The aim of this
research was to evaluate the effect of aspartame and sucrose on the sensory and physical properties of stirred
yoghurt. Five equivalent concentrations of each sweetener (aspartame and sucrose) were used. Acidity,
consistency, sweetness, the just noticeable difference and the point of subjective equality were evaluated in
yoghurt. At low concentrations, aspartame sweetness was greater than sucrose sweetness. Aspartame sweetness
was reduced through time. The ideal concentration of aspartame was equivalent to 14 % (g·g-1 ) sucrose and it
can be modified up to ± 3 %. Consistency and firmness of yoghurt was not affected by aspartame concentration.
Aspartame sweetened yoghurt showed a greater development of acidity than sucrose sweetened yoghurt.
Keywords : Consistency, perception, sweetness.
Introducción
Comúnmente los yogures se edulcoran con sacarosa,
pero este edulcorante no responde a las necesidades
de algunos consumidores que buscan el cuidado de su
salud e inclusive de su figura. El aspartame es uno de
los edulcorantes artificiales más usados por la industria
de los yogures bajos en calorías o light. Es un edulcorante sintético 180 veces más dulce que el azúcar. El
aspartame (L-aspartil–L-fenilalanina o- metil ester) es
un dipéptido compuesto por 50 % de fenilalanina, 40 %
de ácido aspártico y 10 % de metanol, es muy estable en
estado seco, su estabilidad en soluciones depende
mucho del pH y de la temperatura. La estabilidad del
aspartame depende del pH y de la temperatura del medio,
es estable a pH 3-5, su mejor estabilidad está a pH de
47
4.3, es menos estable a pH > 5 y también se hace menos
estable con el calor (Nelson, 2000). EL pH del yogur es
de 4-4.5 (Tamime y Deeth, 1980), por lo que la estabilidad
del aspartame en estos sistemas es alta. Adicionalmente,
el aspartame potencia los sabores frutales en el yogur.
Pattanaargson et al. (2001) estudiaron la degradación
de las soluciones de aspartame a varias condiciones de
pH (soluciones amortiguadoras de fosfato-citrato a pH
de 2, 4, 6, 7, 8, 10 y 12); encontraron que la solución de
aspartame a pH 2 se degradó menos que a pH 4.
La psicofísica tiene por meta el mejorar la comprensión
de las respuestas al estimulo sensorial. Para medir la
sensación producida por el estimulo, se necesita saber
la relación entre la escala y la propiedad que se desea
medir. Esta relación está dada por la ley de Weber. De
Arturo Hernández Montes, Emilia López Palomo y Armando Santos Moreno
acuerdo a esta ley, el incremento en el estimulo
necesario para una diferencia apenas detectable es
función de un incremento proporcional en el estimulo.
Así, el estimulo se puede usar para medir la sensación
(Gescheider, 1976).
Cardello et al. (1979) compararon el poder edulcorante
de la sacarosa y la fructosa a 6 diferentes concentraciones, aplicando la ley de Stevens, la cual transforma
logarítmicamente la percepción y la concentración del
estímulo, para obtener a través de una regresión lineal
los valores de n y K, siendo n el valor de la pendiente y
K el punto de intersección de la recta a la ordenada.
Cuando se comparan los valores de n y K de dos
estímulos, un valor grande de K indica una mayor percepción a bajas concentraciones y pendientes más
grandes muestran una mayor percepción del estímulo a
altas concentraciones.
McBride y Booth (1986) determinaron la preferencia en
la intensidad de dulzura en una bebida artificial de
naranja. Se trabajó con 25 panelistas donde a cada uno
se les dio a evaluar 5 concentraciones de la bebida y se
les pidió especificar y dar la respuesta de “es demasiado
dulce” o “no suficientemente dulce”. Las respuestas
obtenidas después de un número de juicios (100) de
cada par de concentraciones como “es demasiado
dulce” fueron transformadas dentro de una distribución
normal a valores Z y fueron graficados como una
función del logaritmo del estímulo. La transformación
logarítmica permite linearizar las curvas de los resultados
de las frecuencias de juicios “demasiado dulces” o “no
suficientemente dulces” en función de la concentración
del edulcorante. Al graficar los valores de Z en la
ordenada, se visualiza la intersección de la línea de
regresión con el eje que corresponde a Z = 0 (50 % de
respuestas “demasiado dulces”), la cual proporciona
el punto de igualdad subjetiva (PSE). La diferencia de
las concentraciones del estímulo correspondientes al
50 y 75 % de la frecuencia de respuestas “demasiado
dulces” corresponde a la diferencia apenas detectable
(JND). El cociente de la JND entre el PSE permite obtener
la constante de Weber, la cual indica cuanto se debe de
aumentar el estímulo inicial para que se detecte un cambio
en su percepción.
El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar en yogur
la percepción de dulzura de aspartame y sacarosa, así
como, la consistencia y desarrollo de acidez titulable.
Materiales y Métodos
Elaboración de yogur
La elaboración del yogur fue basada en la metodología
reportada por Santos (2001). El contenido de grasa en la
leche se estandarizó a 2 % y posteriormente, la leche fue
calentada hasta alcanzar una temperatura de 60 ºC, se le
adicionó 1 % de suero en polvo ITAL (B-600) y 1% de
almidón modificado (YAD-1000) y se mezcló en una
licuadora por 3 minutos. El tratamiento térmico fue a 85
ºC, durante 20 minutos y se enfrió a 45 ºC, para inocular
con cultivo liofilizado EZAL (Rhône-Poulenc,
Alemania), usando 0.006 % de una mezcla de las
siguientes cepas: MY800 Lactobacillus delbrueckii ssp.
bulgaricus y Streptococcus salivarius ssp. termophilus.
La incubación fue a 42-45 ºC, en termos de plástico por
2.5 horas o hasta que el yogur alcanzara una acidez de
0.45 % ácido láctico (g·mL-1). El yogur fue trasvasado a
botes de plástico y enfriado a 8 ºC durante 20-24 h hasta
alcanzar una acidez de 0.65 %. Este yogur fue la base
para aplicar los diversos tratamientos de edulcorantes.
Edulcorantes
Se evaluaron sacarosa y aspartame. Para cada edulcorante se usaron 5 concentraciones, 6.0, 7.5, 9.0, 10.5
y 13.0 % (g·g-1) para sacarosa; y 7.5, 10.5, 13.5, 16.5 y
19.5 % (g·g-1 ) (como dulzura equivalente a la
concentración de sacarosa) para aspartame, ambas
concentraciones fueron expresadas en molaridad
(Cuadro 1).
El yogur con sacarosa fue edulcorado con un jarabe de
70 ºBrix, y el yogur con aspartame se edulcoró de manera
directa. En las pruebas de percepción de la dulzura con
respecto al tiempo, medición de consistencia y acidez
Cuadro 1. Concentraciones de los Edulcorantes Utilizados en el Yogur
Sacarosa
1
Aspartame 1
% (g·g-1)
Sacarosa
Aspartame
Moles x10 -3
6.0
7.5
7.5
10.5
175.3360
219.1700
0.7721
1.0809
9.0
10.5
13.5
16.5
263.0040
306.8381
1.3898
1.6986
13.0
19.5
379.8947
2.0075
-1
El porcentaje de aspartame está expresado como % (g·g ) de la dulzura de sacarosa.
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se usó un lote en donde el yogur fue edulcorado un día
después de su elaboración; para la obtención de los
valores n y k, se utilizó yogur endulzado el mismo día de
las pruebas.
en preguntar a los consumidores si del par de muestras
una de ellas era “demasiado dulce” o “no suficientemente dulce”. Los valores de JND y PSE se obtu-vieron
como fue reportado por McBride y Booth (1986).
Evaluación sensorial de los tratamientos
Selección del panel
De una población inicial de 27 personas, a través de
una prueba de ordenamiento, fueron preseleccionadas
12 personas, quienes posteriormente realizaron quince
pruebas triangulares, evaluando 5 series por sesión,
utilizando dos concentraciones de sacarosa (8.5 y 9.0
% p/p). Los resultados se evaluaron mediante un análisis
secuencial con una habilidad mínima (po) igual a 0.33,
una habilidad máxima (p1) igual a 0.70 y errores α y β de
0.05 y 0.10 respectivamente, se usó una escala nominal
(igual/diferente). Las cinco personas que rebasaron el
límite superior de la gráfica del análisis secuencial fueron
aceptadas como panelistas para la evaluación final.
Evaluación física y química de los tratamientos
Medición instrumental de textura
La medición de consistencia se realizó para las cuatro
mayores concentraciones de edulcorantes, las cuales
fueron percibidas como pares iguales. Se utilizó el
analizador de textura TA-XT2i (Stable Micro Systems,
England). Se empleó una muestra de 100 g de yogur, la
cual se colocó en un recipiente cilíndrico de 7.5 cm de
altura y 6 cm de diámetro interno. Se usó la celda de
extrusión inversa (A/BE35). Se midió fuerza en
comprensión, con la opción vuelve al inicio, a una
velocidad de pre, post y durante ensayo igual a 1.0 mm/
s, y una distancia de 30 mm por debajo del nivel de la
muestra. La celda de carga utilizada fue de 5 Kg. Se
realizaron tres replicas por muestra, la consistencia se
midió a partir de los valores de fuerza máxima positiva y
área bajo la curva de las gráficas obtenidas.
Percepción de la intensidad de dulzura del aspartame
con respecto al tiempo
En pruebas preliminares, se detectaron cambios de
dulzura en el yogur edulcorado con aspartame, por lo
cual se diseñó una prueba que demostrara estos
cambios. Se prepararon cinco muestras de yogur con
las cinco concentraciones de aspartame y fueron
evaluadas durante cuatro días consecutivos utilizando
una escala de estimación de magnitud. Para el análisis
de los datos se empleó un diseño de bloques al azar con
arreglo factorial.
Medición de acidez
La acidez del yogur fue cuantificada durante 5 días
consecutivos siendo estos días los mismos en los que
fueron aplicadas las pruebas de percepción de dulzura
del aspartame con respecto al tiempo. La medición de la
acidez fue por titulación y en triplicado, reportándose
en porcentaje (g · mL-1) de ácido láctico. La evaluación
de la consistencia y la acidez fueron analizadas utilizando
un diseño completamente al azar con arreglo factorial.
Percepción de dulzura por ley de Stevens
Cinco panelistas seleccionados evaluaron en ocho
sesiones (dos por día) cinco concentraciones de un
solo edulcorante por sesión, utilizando una escala de
estimación de magnitud. Los datos fueron analizados
mediante una regresión lineal considerando a la
concentración de edulcorante como la variable
independiente y a la percepción de dulzura como la
variable dependiente. Ambas variables fueron transformadas logaritmicamente y con ellas a través de una
regresión se obtuvieron los valores de n y K para cada
edulcorante.
Resultados y Discusión
Percepción de la intensidad de la dulzura de aspartame
en función del tiempo
Los resultados del análisis estadístico mostraron
diferencias significativas (α =0.05), así como interacción
entre las concentraciones y el tiempo. La intensidad de
dulzura percibida en yogur edulcorado con aspartame
varió de acuerdo a los niveles del edulcorante empleado
y dependió del tiempo transcurrido desde su elaboración. Se observó que a menor concentración de
edulcorante empleado, no existieron cambios de percepción de dulzura conforme pasó el tiempo, en tanto que a
mayor concentración de aspartame, las variaciones de
percepción de dulzura fueron mayores (Figura 1).
Determinación de la Diferencia Apenas Detectable
(JND) y el Punto de Igualdad Subjetiva (PSE)
Se emplearon 25 consumidores de yogur, los cuales mediante una escala de estímulos constantes evaluaron
las 5 concentraciones de aspartame en cuatro sesiones
haciendo un total de 100 juicios por cada concentración
(estímulo). La prueba de estímulo constante consistió
Los resultados de la Figura 2 muestran que el yogur
endulzado con aspartame y almacenado por 4 y 5 días
después de elaborado, mostró una mayor acidez que el
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Arturo Hernández Montes, Emilia López Palomo y Armando Santos Moreno
Percepción de dulzura
(escala de estimación de magnitud)
30
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
25
20
15
10
5
0
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
Moles de aspartame (10-3 )
Figura 1. Valores promedios del efecto de la interacción entre la concentración de aspartame y el tiempo después de
elaboración en la percepción de dulzura en Yogur.
almacenado de 1 a 3 días, lo que pudo enmascarar la
percepción de la dulzura del aspartame en el yogur.
acidez, la cual aumentó alrededor del 20 % (de 0.7 a 0.85
%) en los últimos 3 días.
Acidez en yogur
Todos los yogures elaborados con las diferentes concentraciones de aspartame presentaron cambios en la
acidez en función del tiempo transcurrido después de
su elaboración, en los dos últimos días la acidez
aumentó de 0.7 a 0.85 %. La acidez final del yogur no
dependió de la concentración de aspartame, sino más
bien del tiempo transcurrido a partir de su elaboración
(Figura 2). En cambio, la acidez del yogur endulzado
con sacarosa (Figura 3) presentó variaciones en todos
los niveles de concentración y presentó una disminución de la acidez a medida que se incrementó la
concentración de la sacarosa, por lo que la acidez del
yogur dependió de la concentración de sacarosa, la
cual tiene una influencia en la actividad acuosa, que
pudo reducir la actividad microbiana fermentativa.
Percepción de dulzura por ley de Stevens a través de
los valores de n y K
Para el caso de la sacarosa, se obtuvo un valor de n de
1.505, un valor de K de –2.696 y un R2=0.852. El aspartame
tuvo un valor de n de 1.074, un valor de K de 0.828 y un
R2=0.873 (Cuadro 2). Las comparaciones de K muestran
que la percepción de dulzura en el yogur edulcorado
con aspartame es mayor a bajas concentraciones, debido
a que el aspartame tuvo un mayor valor de K (punto de
intersección de la ordenada) con respecto al de la sacarosa. Sin embargo, a altas concentraciones, la pendiente
de la sacarosa fue mayor que la del aspartame, lo cual
indica que a altas concentraciones, la sacarosa es más
dulce que el aspartame. Estos resultados son similares
a los obtenidos por Cardello et al. (1979). Los valores
de n y K obtenidos permiten ratificar el mayor poder
edulcorante del aspartame con respecto a la sacarosa.
Sin embargo, el aspartame a concentraciones superiores
a 2 moles x 10-3 se percibirá menos dulce que la sacarosa.
Dado el pH del yogur (4.5), el cambio químico del aspartame no es posible, ya que a este pH el edulcorante
presenta su máxima estabilidad. El enmascaramiento de
la percepción de la dulzura se debió al desarrollo de la
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% Acidez titulable (g ácido láctico/100 mL)
1.0
0.8
0.6
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
Día 5
0.4
0.2
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
-3
Moles de aspartame (10 )
Figura 2. Valores promedios del efecto de la interacción de la concentración de aspartame y el tiempo transcurrido
desde elaboración sobre la acidez de yogur.
%Acidez titulable (g ácido láctico/100mL)
1.0
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
Día 5
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
150
200
250
300
350
400
-3
Moles de sacarosa (10 )
Figura 3. Valores promedios del efecto de la interacción de la concentración de sacarosa y el tiempo transcurrido
desde elaboración sobre la acidez de yogur.
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Arturo Hernández Montes, Emilia López Palomo y Armando Santos Moreno
Cuadro 2. Valores de n, K y Coeficientes de Determinación para
Yogures Edulcorados con Sacarosa y Aspartame.
Sacarosa
Aspartame
Pendiente de la recta
(n)
1.505
1.074
Intersección a la
ordenada (K)
-2.696
0.828
Coeficiente
de determinación
0.852
0.873
Determinación del JND Y PSE
Se calculó el porcentaje de respuestas “demasiado
dulce” para cada concentración y luego se transformaron a valores Z ( Cuadro 3), usando las tablas de
distribución normal, se aplicó una regresión lineal al
logaritmo decimal de las concentraciones y a los valores
zeta, obteniéndose la siguiente ecuación:
Z = 7.302515 Log C-8.377577
Donde C es la concentración del estímulo.
A partir de la ecuación 1, se calculó la concentración
ideal que corresponde al 50 % (Z = 0) de respuestas
“demasiado dulce”. El valor de 14.03 % corresponde al
PSE (Gescheider, 1976). De forma similar, con un valor
de Z (0.675) correspondiente a un valor de 75 % de las
respuestas “demasiado dulce”, se obtuvo un valor de
concentración de aspartame equivalente a la dulzura de
sacarosa de 17.36 %. (Figura 4). La diferencia entre estos
dos valores (respuesta al 75 % y 50 %) describe la JND,
cuyo valor correspondió a 3.3 %, de esta manera se
dice que la concentración ideal de aspartame equivalente
a la dulzura de sacarosa para el caso específico de este
yogur es de 14.03 % (g·g-1), Este valor de concentración
se puede modificar en un rango de 3.3 % (14.03 % < X <
17.3 %), sin modificar el valor de su percepción, es decir,
sin que el consumidor lo note. La proporción de Weber
fue 0.237, siendo ésta la relación JND/PSE que indica el
incremento proporcional en el estímulo necesario para
una diferencia apenas detectable. Los resultados obtenidos a partir de esta prueba son semejantes a los
obtenidos por McBride y Booth (1986).
El PSE permite recomendar el óptimo de dulzura para el
yogur, el cual correspondió a una concentración de
aspartame de 1.3 X 10-3 moles.
Medición de la consistencia del yogur
La consistencia del yogur (área bajo la curva y máxima
fuerza) edulcorado con aspartame siempre fue mayor
que la del edulcorado con sacarosa (figuras 5 y 6). La
.
Cuadro. 3 Valores de Z Correspondientes a las Probabilidades Obtenidas
en Cada Concentración de Aspartame Usada en Yogur.
Concentración de
aspartame
equivalente a la
dulzura de sacarosa
% (g·g -1)
Probabilidad
o área bajo la
curva Normal
Valor de Z
7.5
10.5
13.5
16.5
19.5
0.03
0.18
0.34
0.70
0.87
-1.881
-0.915
-0.412
0.524
1.126
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Valores de Z de una curva normal
2
Z = 7.302 log C - 8.377
1
P < 0.05
R2 = 0.989
0
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
-1
-2
Logaritmo de concentración (moles 10-3 ) de aspartame
Consistencia de yogur medida como área (N x s)
Figura 4. Línea de regresión obtenida a partir de los valores de z correspondientes a las probabilidades obtenidas en
cada concentración de aspartame usada en yogur.
12.5
12.0
11.5
11.0
Aspartame
Sacarosa
10.5
10.0
9.5
9.0
7
8
9
10
11
12
13
14
Porcentaje (g/g) de edulcorantes en yogur expresado
como la dulzura equivalente de sacarosa
Figura 5. Valores promedios del efecto de la interacción entre la concentración y tipo de edulcorante en la
consistencia de yogur medida como área.
53
Consistencia de yogur medida como fuerza máxima (N)
Arturo Hernández Montes, Emilia López Palomo y Armando Santos Moreno
0.48
0.46
0.44
0.42
Aspartame
Sacarosa
0.40
0.38
0.36
0.34
7
8
9
10
11
12
13
14
Porcentaje (g/g) de edulcorantes en yogur expresado
como la dulzura equivalente de sacarosa
Figura 6. Valores promedios del efecto de la interacción entre la concentración y tipo de edulcorante en la
consistencia de yogur medida como fuerza máxima.
y fue mayor en el yogur con aspartame. Las bajas concentraciones de aspartame utilizadas en la elaboración
de yogur no influyeron en su consistencia.
Sweetness of Fructose and Sucrose in Model Solutions, Lemon Beverages and White Cake. Journal of
Food Science. 44: 748-751.
Conclusiones
Gescheider, A, G. 1976. Psychophysics. Method and
Theory. Hamilton College. Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, New Jersey.
El aspartame tiene un poder edulcorante mayor que el
de la sacarosa, percibén se más dulce a bajas concentraciones, en tanto que la sacarosa se incrementa su
poder edulcorante a altas concentraciones. El aspartame
proporcionó un producto en el que la percepción de la
dulzura disminuyó a través del tiempo transcurrido a
partir de su elaboración, debido a la formación del ácido láctico, que enmascaró la per-cepción de dulzura.
Desde el punto de vista sensorial, los consumidores
podrían notar la disminución de la dulzura, lo que
limitaría la aceptación del yogur. La acidez titulable del
yogur con sacarosa disminuyó al incrementar la
concentración del edulcorante.
La concentración ideal de aspartame en el yogur
equivalente a la dulzura de sacarosa es 14 %y puede
variar en 3.3 % sin modificar su valor de percepción. La
consistencia y firmeza del yogur endulzado con sacarosa
disminuyó a medida que se incrementó la concentración su consistencia y firmeza del yogur endulzado
con aspartame no fue modificada significativamente.
Literatura Citada
Cardello, A.V., D. Hunt, and B. Mann. 1979. Relative
McBride, R. L and D. A. Booth. 1986. Using Classical
Psychophysics to Determine Ideal Flavour Intensity.
Journal of Food Technology 21, 4-6: 775-780.
Nelson, L. A. 2000. Sweeteners Alternative. Eagan
Press Handbook Series. Practical Guides for industry.
Pattanaargson, S., C. Chuapradit and S.
Srisukphonraruk 2001. Aspartame Degradation in
Solutions at Varios pH Conditions. Journal of Food
Science. 66, 6: 808-809.
Santos, M. A. 2001. Manual de Elaboración de
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Tamime, A. Y. and H. C. Deeth. 1980. Yogurt: Technology and Biochemistry. Journal of Food Protection. 43
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Recibido: 20 de septiembre de 2002
Aceptado: 16 de marzo de 2004
54