Benucci 2024 · A comprehensive review on natural sweeteners: impact on sensory properties, food…

A comprehensive review on natural sweeteners: impact on sensory properties, food structure, and new frontiers for their application

Autores: Benucci, I.; Lombardelli, C.; Esti, M.
Revista: Critical Reviews in Food Science and Nutrition (2024)
DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2024.2393204
Eje / subcolección Zotero: Edulcorantes y perfil sensorial
Acceso al texto completo: abierto (green) · enlace

Abstract

In recent years, the worldwide increase in lifestyle diseases and metabolic disorders has been ascribed to the excessive consumption of sucrose and added sugars. For this reason, many approaches have been developed in order to replace sucrose in food and beverage formulations with alternative sweetening compounds. The raising awareness concerning the synthetic sweeteners due to their negative impact on health, triggered the need to search for alternative substances. Natural sweeteners may be classified in: (i) non-nutritive (e.g., neohesperidine dihydrochalcone, thaumatin, glycyrrhizin mogroside and stevia) and (ii) bulk sweeteners, including both polyols (e.g., maltitol, mannitol, erythritol) and rare sugars (e.g., tagatose and allulose). In this review we discuss the most popular natural sweeteners and their application in the main food sectors (e.g., bakery, dairy, confectionary and beverage), providing a full understanding of their impact on the textural and sensory properties in comparison to sucrose. Furthermore, we analyze the use of natural sweeteners in blends, which in addition to enabling an effective replacement of sugar, in order to complement the merits and limits of individual compounds. Finally, microencapsulation technology is presented as an alternative strategy to solving some issues such as aftertaste, bitterness, unpleasant flavors, but also to enhance their stability and ease of use.

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Lectura guiada

Problema de investigación

Revisar los edulcorantes naturales no nutritivos (taumatina, glicirricina, fruto del monje, estevia, neohesperidina DC) y de volumen (polioles y azúcares raros), su impacto en la textura y el perfil sensorial frente a la sacarosa en panadería, lácteos, confitería y bebidas, y el uso de mezclas y microencapsulación.

Metodología

• Diseño: Revisión narrativa con análisis bibliométrico en Scopus (término “natural sweetener”, noviembre-diciembre de 2023, 1.964 artículos). No se describe un protocolo de revisión sistemática ni una evaluación de la calidad de los estudios.
• Población / muestra: Estudios publicados sobre aplicaciones de edulcorantes naturales en alimentos; ninguno de los estudios revisados es en masmelo.

“The Scopus database (www.scopus.com) has been retrieved in November/December 2023 using the search terms “natural sweetener.” The above research method cites 1964 articles.” (p. 3)

• Mi nota: Es una revisión narrativa con un análisis bibliométrico en Scopus, no una revisión sistemática: citarla como síntesis, no como evidencia primaria.

🟡 Ideas principales (hallazgos clave)

✅ Evidencia:

“Samples containing rebaudioside 97% were similar to the control in terms of appearance, aroma, flavor, texture, and overall acceptability (Peres et al. 2018).” (p. 7)

• Mi nota: Evidencia con la misma pureza que usa Mary (Reb A 97 %): en helado igualó al control en aceptabilidad. Antecedente sensorial favorable.

✅ Evidencia:

“Surprisingly, in the case of 50% erythritol replacement, the sugar-egg white complex structure unfolded and had the best foaming capacity.” (p. 11)

• Mi nota: Benucci resume a Yan 2023: con clara de huevo, 50 % de eritritol dio la mejor espumabilidad. Evidencia secundaria para la nota sobre proteína y proporción.

✅ Evidencia:

“The 1:1 erythritol:WPI ratio was the most effective in maintaining a uniformly aerated structure and gas bubbles.” (p. 12)

• Mi nota: Benucci resume a Nastaj 2020: la proporción proteína:eritritol 1:1 mantuvo mejor la estructura aireada. En Mary la proporción es muy distinta (34 g de albúmina, 700 g de eritritol).

“Blends of allulose or maltitol with glycosyl Rebaudioside (Reb) A in a ratio of 1:1 contributed to lowering its off-flavor (Jung et al. 2021).” (p. 14)

• Mi nota: Las mezclas con agentes de carga reducen el resabio de la Reb A: alternativa si el panel de Mary detecta amargor.

“A blend composed of erythritol (98–99%) and rebaudioside A (1–2%) already available on the market, produced in New Zealand and called “Stevianna,” has been applied in the preparation of muffins. The 50% replacement level appeared to be appropriate in terms of texture and sensory properties” (p. 15)

• Mi nota: Mezcla comercial eritritol + Reb A, la misma pareja de Mary: en magdalenas funcionó bien al 50 % de sustitución.

“However, the nature and composition of food matrix, along with the process conditions to which it is subjected, remarkably affect their impact on structure and sensory properties.” (p. 16)

• Mi nota: Idea central: el efecto del edulcorante depende de la matriz y del proceso. Por eso Mary debe validar en su propio masmelo y no extrapolar de panes o helados.

🔵 Conceptos clave

“Natural sweeteners may be classified in: (i) non-nutritive (e.g., neohesperidine dihydrochalcone, thaumatin, glycyrrhizin mogroside and stevia) and (ii) bulk sweeteners, including both polyols (e.g., maltitol, mannitol, erythritol) and rare sugars (e.g., tagatose and allulose).” (p. 2)

• Mi nota: Clasificación para el Marco teórico: la Reb A es no nutritiva (intensa) y el eritritol es de volumen (poliol). La fórmula de Mary combina ambos tipos.

“Steviol glycosides (E960), from the leaves of Stevia rebaudiana Bertoni, are mixtures of different compounds (e.g., stevioside 5–10%, rebaudioside A 2–5%, rebaudioside C 1%, rebaudioside D, E and F 0.2%, dulcoside A 0.5%) and among them, the sweetest compound is rebaudioside A” (p. 7)

• Mi nota: Definición de glucósidos de esteviol (E960) y de la Reb A como el más dulce: base para justificar la Reb A 97 % en la fórmula de Mary.

“This compound is a non-caloric and non-glycemic sweetener (Table 1); therefore it is suitable for diabetic patients because it has no influence on blood insulin levels” (p. 11)

• Mi nota: Propiedad del eritritol que sustenta el posicionamiento ‘sin azúcar’ del masmelo; contrastar con el debate cardiovascular (Witkowski).

🔴 Citas textuales relevantes

“In light of the research that has been reviewed in this paper, it seems clear how an ideal natural sweetener that may completely replace all the physicochemical functions of sucrose is not yet available. A feasible strategy to address this limitation is to blend multiple NNS and bulk sweeteners” (p. 14)

• Mi nota: Cita para justificar la mezcla de Mary (eritritol + maltodextrina + Reb A): ningún edulcorante solo reemplaza todas las funciones de la sacarosa.

“Despite the extensive research efforts, the use of natural sweeteners to fully replace sucrose is still a challenge in the food industry.” (p. 16)

• Mi nota: Cita para el planteamiento del problema: la sustitución total sigue siendo un reto abierto, lo que da sentido al TFE.

🟢 Conexiones con el TFE de Mary

• Respaldo de revisión para la arquitectura de la fórmula de Mary: un edulcorante de volumen (eritritol) más uno intenso (Reb A), porque ningún edulcorante natural cubre solo todas las funciones de la sacarosa.
• Alerta directa: la mezcla comercial eritritol + Reb A funcionó al 50 % de sustitución en magdalenas, pero la sustitución total dio amargor, dureza y sequedad. La fórmula de Mary sustituye el 100 %.
• La Reb A 97 % (la misma pureza que usa Mary) igualó al control en helado, pero en otra matriz la estevia bajó la aceptación por amargor: el amargor depende de la matriz.
• Resume la evidencia contradictoria del eritritol en espumas de huevo (Yan 2023 frente a Hao 2016) y la proporción 1:1 eritritol:WPI (Nastaj 2020), útil para la nota sobre proteína y proporción (son citas de segunda mano).
• Recoge el riesgo de textura arenosa por la baja solubilidad del eritritol (Miller et al. 2017), que conecta con Tyapkova 2012.

🟠 Limitaciones y vacíos

“In lactose-free chocolate ice cream, otherwise, stevia addition resulted in a decreased consumer acceptance, due to the increased bitter taste perception” (p. 7)

• Mi nota: Contrapunto: la estevia puede bajar la aceptación por amargor según la matriz. Mary debe evaluar el amargor en su panel.

“The substitution of sucrose by erythritol increased the apparent viscosity of liquid whole egg and diminished the foaming stability.” (p. 11)

• Mi nota: Benucci resume a Hao 2016: el eritritol redujo la estabilidad de la espuma de huevo. Tensión directa con Yan 2023.

“Samples containing erythritol had similar volume indices in comparison to sucrose control, although during mixing the sugar alcohol did not completely dissolve, resulting in a gritty and sand-like batter. This was not surprising due to the poor solubility of erythritol in water.” (p. 11)

• Mi nota: Riesgo de textura arenosa por la baja solubilidad del eritritol: conecta con Tyapkova 2012 y con el atributo ‘arenosidad’ que Mary debería evaluar.

“A total substitution, meanwhile, led to poor physicochemical characteristics along with a bitter aftertaste, an unpleasant appearance, an increased crumb hardness and a dry mouthfeel” (p. 15)

• Mi nota: Con sustitución total, la mezcla eritritol + Reb A dio amargor y dureza. Es una alerta directa para la fórmula de Mary, que sustituye el 100 %.

• La Tabla 1 (p. 3) asigna 0,2 kcal/g al eritritol; en la UE el valor para el etiquetado es 0 kcal/g (Tyapkova 2012).

• Casi toda la evidencia es de panadería, lácteos y bebidas; no incluye masmelos, aunque Cervera‐Chiner 2026 la cite como antecedente en masmelos.

• Los resultados de Yan, Hao y Nastaj 2020 son de segunda mano: verificar en las fuentes primarias antes de citarlos en el TFE.

Preguntas orientadoras

1. Benucci et al. resumen que la mezcla comercial de eritritol (98-99 %) y Reb A (1-2 %) funcionó al 50 % de sustitución en magdalenas, pero la sustitución total dio amargor, dureza y boca seca. Tu fórmula sustituye el 100 %. ¿Qué atributos (amargor, regusto, dureza, sequedad) incluirás en tu panel para detectar esos defectos?
2. Con Reb A al 97 % un helado igualó al control, pero en un helado de chocolate sin lactosa la estevia bajó la aceptación por amargor. ¿Qué rasgos de tu matriz (pectina en medio ácido, aireación, ausencia de grasa) podrían aumentar o disminuir la percepción del amargor de la Reb A?
3. La revisión propone mezclar edulcorantes de volumen e intensos para tapar el resabio (por ejemplo, maltitol o alulosa con Reb A 1:1). Si tienes que bajar la Reb A por el límite de la UE y quitar la maltodextrina por el “sin azúcar”, ¿qué segundo agente de carga considerarías y con qué evidencia de esta revisión?
4. 🎓 Pregunta de sustentación: “Esta revisión dice que la sustitución total de la sacarosa sigue siendo un reto y que la mezcla eritritol-Reb A falló al 100 % en magdalenas. ¿Por qué su fórmula, que sustituye el 100 %, debería funcionar?”

Mi reflexión

Graba tu respuesta a estas preguntas con tus palabras. No hace falta responderlas todas ni en orden.

Notas derivadas

• La mezcla de eritritol y Reb A funciona en sustitución parcial pero amarga y endurece en sustitución total
• La Reb A al 97 % puede igualar a la sacarosa en aceptación pero su amargor depende de la matriz
• El efecto del eritritol sobre la espuma depende de la proteína y la proporción

¿Dónde lo uso en el TFE?

• 04 Marco teórico: clasificación de edulcorantes naturales, glucósidos de esteviol y eritritol
• 04a Antecedentes (estado del arte): mezclas de edulcorantes y sustitución total de la sacarosa
• 07 Metodología: atributos sensoriales a evaluar: amargor, regusto, dureza, arenosidad
• 08 Resultados y discusión: interpretar el amargor de la Reb A y los límites de la sustitución total