Justifying the use of structure-forming agents to increase storability of confectionery products with the foamy structure
Autores: Kondratev, N. B.; Rudenko, O. S.; Kazantsev, E. V.; Belova, I. A.; Petrova, N. A.
Revista: Food systems (2023)
DOI: https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-3-342-349
Eje / subcolección Zotero: Espuma y confitería sin sacarosa
Acceso al texto completo: abierto (gold) · enlace
Abstract
Confectionery products with the foamy structure such as pastila and zefir (Russian marshmallow-like confectioneries) are in demand among various consumer groups. The expansion of the range and sales markets requires ensuring quality of such products during their transportation, storage, as well as increasing their shelf life. The patterns of change in quality indicators allow establishing additional requirements for them to improve storability of such products. Moisture transfer processes are predominant during storage of confectionery products with the foamy structure and define their hardening or moistening. Therefore, it is necessary to evaluate the influence of various factors on quality indicators during storage of zefir. Studies have been carried out to determine the influence of various structure-forming agents, such as agar, pectin, gelatin, on the direction and rate of moisture transfer processes during storage of zefir samples. The possibility of using the method of infrared spectroscopy for assessing quality of structure-forming agents during incoming inspection is shown. The mass fraction of moisture in zefir made using agar decreased by 3.5% after 10 weeks of storage at a temperature of 18°C. During this period, the mass fraction of moisture in zefir made using pectin as a structure-forming agent decreased by 2.5%, while in zefir prepared on the basis of gelatin, the mass fraction of moisture decreased only by 1.2%. Thus, the addition of gelatin makes it possible to reduce the rate of moisture transfer by approximately 2–3 times. The low moisture transfer rate of zefir is due to the water-holding properties of the protein structure of gelatin. Diffusion coefficients were calculated to predict the rate of moisture transfer processes in zefir samples made using various structure-forming agents and stored at different temperatures. The lowest diffusion coefficient was determined in zefir made with the addition of pectin, while the highest diffusion coefficient was in the sample based on gelatin. However, zefir made from gelatin had the lowest actual moisture transfer rate, since the gradient of the water activity was minimal (7.6%). With an increase in the storage temperature of zefir made with the addition of various structure-forming agents from 18°C to 28°C, the rate of moisture transfer increased. In zefir produced on the basis of agar, this indicator increased by 2.7 times, in the sample from pectin by 3.0 times; in zefir based on gelatin by only 1.5 times. The results obtained make it possible to predict the risks of changes in zefir quality during storage.
Lectura guiada
Problema de investigación
Determinar cómo influyen distintos gelificantes (agar, pectina HM, gelatina) en la dirección y velocidad de la migración de humedad durante el almacenamiento del zefir, para mejorar su conservación y predecir la vida útil.
Metodología
- Diseño: Experimental; zefir modelo (GOST 6441-2014) con agar de 3 orígenes, pectina de alto metoxilo y gelatina bovina; envasado en PP de 30 µm; 10 semanas a 18 °C y acelerado a 28 °C (HR 50 %); humedad (GOST 5900), a_w (AquaLab), FTIR del agar, coeficientes de difusión; muestras glaseadas con chocolate.
- Población / muestra: 5 muestras de gelificante; 5 mediciones paralelas, regresión lineal con F de Fisher.
“Объектами исследования являлись модельные образцы зефира, изготовленные в лабораторных условиях с заданным рецептурным составом на основе различных структурообразователей: агара различных производителей — образец № 1 (страна происхождения Чили), № 2 (Китай) и № 3 (Италия), пектина высокометоксилированного — образец № 4 (Китай), желатина говяжьего — образец № 5 (Китай) (Таблица 1).” (p. 3)
- Mi nota: Trad. propia: zefir modelo con agar, pectina de alto metoxilo (la misma clase que usa Mary) y gelatina bovina.
“Образцы упаковывали в полипропиленовую пленку толщиной 30 мкм. Хранение образцов зефира в течение 10 недель было проведено в климатической камере Climacell 404 (BMT Medical Tecnology s. r. o., Чехия), в термостате Mir 262 (Sanyo, Япония) при традиционной температуре 18 °C и в условиях ускоренного хранения при температуре 28 °C для установления количественного влияния температуры на скорость процессов влагопереноса.” (p. 3)
- Mi nota: Trad. propia: PP de 30 µm, 10 semanas a 18 °C y acelerado a 28 °C. Diseño de vida útil replicable por Mary.
🟡 Ideas principales (hallazgos clave)
“Moisture transfer processes are predominant during storage of confectionery products with the foamy structure and define their hardening or moistening.” (p. 1)
- Mi nota: Idea clave para el diseño de vida útil: el deterioro dominante es la migración de humedad (endurecimiento o humectación).
✅ Evidencia:
“The mass fraction of moisture in zefir made using agar decreased by 3.5% after 10 weeks of storage at a temperature of 18 °C. During this period, the mass fraction of moisture in zefir made using pectin as a structure-forming agent decreased by 2.5%, while in zefir prepared on the basis of gelatin, the mass fraction of moisture decreased only by 1.2%.” (p. 1)
- Mi nota: Datos de pérdida de humedad a 10 semanas según gelificante; el de pectina es el comparable con Mary.
✅ Evidencia:
“With an increase in the storage temperature of zefir made with the addition of various structure-forming agents from 18 °C to 28 °C, the rate of moisture transfer increased. In zefir produced on the basis of agar, this indicator increased by 2.7 times, in the sample from pectin by 3.0 times; in zefir based on gelatin by only 1.5 times.” (p. 2)
- Mi nota: La pectina es la más sensible a la temperatura (×3,0): clave para el transporte marítimo a España y para el estudio acelerado.
“Повышение количества сухих веществ в пюре приводит к увеличению плотности изделия, а снижение количества сахара белого в рецептуре изделий обуславливает уменьшение плотности пастильной массы и потерю ее формы в процессе сушки.” (p. 3)
- Mi nota: Trad. propia: reducir el azúcar blanco lleva a pérdida de forma durante el secado. Riesgo directo para el masmelo sin azúcar.
✅ Evidencia:
“За 10 недель хранения активность воды зефира, изготовленного с использованием и агара, и пектина, уменьшилась до 0,775 и 0,738 соответственно.” (p. 5)
- Mi nota: Trad. propia: en 10 semanas la a_w del zefir de pectina bajó a 0,738. Valor de comparación para Mary.
✅ Evidencia:
“За 10 недель хранения при температуре 18 °C массовая доля влаги образцов глазированного зефира с добавлением агара уменьшилась на 1,7%, с желатином — на 0,6%, с пектином — на 1,3%. Таким образом, глазирование образцов зефира привело к снижению скорости влагопереноса приблизительно в 2 раза.” (p. 6)
- Mi nota: Trad. propia: el glaseado redujo a la mitad la pérdida de humedad. Opción de mejora (cobertura o barrera) para exportar.
🔵 Conceptos clave
“Пенообразные массы из-за содержания сухих веществ являются неустойчивыми пищевыми системами, подверженными быстрой коалесценции, которая обусловлена самопроизвольным разрушением каркаса пены в результате действия сил поверхностного натяжения.” (p. 2)
- Mi nota: Trad. propia: las masas espumosas son sistemas inestables con coalescencia rápida por tensión superficial. Concepto para el Marco teórico.
“Белки в качестве поверхностно-активных веществ в составе зефирной массы способствуют образованию адсорбционных слоев на поверхности пузырьков воздуха и обеспечивают их сохранность.” (p. 2)
- Mi nota: Trad. propia: las proteínas tensioactivas forman capas adsorbidas en las burbujas y las conservan. Explica el papel de la albúmina de Mary.
“с ГОСТ 6441–2014 должна быть не менее 11%, массовая доля влаги — не более 25%, при этом плотность зефира не должна превышать 0,6 г/см3.” (p. 3)
- Mi nota: Trad. propia: la norma GOST fija humedad ≤ 25 % y densidad ≤ 0,6 g/cm³. Referencia comparativa (no vinculante en la UE).
🔴 Citas textuales relevantes
“Confectionery products with the foamy structure such as pastila and zefir (Russian marshmallow-like confectioneries) are in demand among various consumer groups. The expansion of the range and sales markets requires ensuring quality of such products during their transportation, storage, as well as increasing their shelf life.” (p. 1)
- Mi nota: Cita para la justificación: exportar a España exige asegurar la calidad durante el transporte y alargar la vida útil.
“Поэтому обоснованный выбор структурообразователей позволяет управлять скоростью процессов влагопереноса, а значит, и сроком годности зефира и других кондитерских изделий пенообразной структуры.” (p. 6)
- Mi nota: Trad. propia: elegir bien el gelificante permite controlar la migración de humedad y la vida útil. Cita para la Discusión.
🟢 Conexiones con el TFE de Mary
- Es el antecedente de vida útil más cercano para el sistema de pectina de Mary: espera pérdida de humedad y endurecimiento durante el almacenamiento.
- La sensibilidad de la pectina a la temperatura (×3,0 de 18 a 28 °C) es crítica para el transporte a España: justifica el ensayo acelerado y el envase barrera.
- Aporta un diseño de vida útil replicable: PP 30 µm, 18 °C frente a 28 °C, humedad y a_w cada semana durante 10 semanas.
- El glaseado redujo a la mitad la pérdida de humedad: opción de producto si la vida útil resulta corta.
- Advierte que a pH 3 baja el volumen de espuma de clara; la pectina HM de Mary requiere acidez: hay que medir el pH.
🟠 Limitaciones y vacíos
“Thus, the addition of gelatin makes it possible to reduce the rate of moisture transfer by approximately 2–3 times. The low moisture transfer rate of zefir is due to the water-holding properties of the protein structure of gelatin.” (p. 1)
- Mi nota: Tensión para Mary: sin gelatina cabe esperar mayor pérdida de humedad; la albúmina aporta proteína pero no la sustituye en esto.
“При рН 3,0 объем пены уменьшался, комплексы обладали повышенными твердостью и упругостью структуры [11].” (p. 2)
- Mi nota: Trad. propia: a pH 3,0 el volumen de espuma de clara disminuyó. Tensión: la pectina HM exige pH ácido; Mary debe medir el pH.
“При этом комплексный подход оценки влияния структурообразователей на сохранность таких кондитерских изделий, включающий методики прогнозирования изменений их химического состава и технологической приемлемости, в настоящее время отсутствует.” (p. 3)
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Mi nota: Trad. propia: falta un enfoque integral para predecir la conservación según el gelificante. Vacío que Mary puede citar.
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El cuerpo del artículo está en ruso (resumen en inglés); las citas rusas llevan traducción propia.
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Zefir con sacarosa, melaza y puré de manzana; no evalúa sensorial ni microbiología.
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Los autores reconocen que falta un enfoque integral para predecir la conservación según el gelificante.
Preguntas orientadoras
- En el zefir de Kondratev, en 10 semanas a 18 °C la humedad bajó un 2,5 % con pectina HM y solo un 1,2 % con gelatina. Como tu masmelo no lleva gelatina, ¿qué pérdida de humedad esperas y qué medirás en tu seguimiento de vida útil para comprobarlo?
- Al pasar de 18 °C a 28 °C la migración de humedad se multiplicó por 3,0 con pectina, frente a 1,5 con gelatina. Pensando en el transporte a España, ¿añadirías un ensayo acelerado a 28 °C o una exigencia de envase barrera en tu matriz de exportación?
- El glaseado con chocolate redujo la pérdida de humedad más o menos a la mitad. ¿Lo propondrías como mejora del producto, o cambia tanto la fórmula (azúcares del chocolate, declaración “sin azúcar”) que no te compensa?
- 🎓 Pregunta de sustentación: “Kondratev recoge que a pH 3,0 baja el volumen de la espuma de clara, y la pectina HM necesita un medio ácido. ¿Midió el pH de su masmelo? ¿Cómo hace compatibles la pectina HM y la albúmina?”
Mi reflexión
Graba tu respuesta a estas preguntas con tus palabras. No hace falta responderlas todas ni en orden.
Notas derivadas
¿Dónde lo uso en el TFE?
- 04 Marco teórico: migración de humedad, coalescencia y papel de las proteínas en la espuma
- 07 Metodología: diseño de vida útil acelerada (18 vs 28 °C), envase y variables humedad/a_w
- 08 Resultados y discusión: comparar la pérdida de humedad y la a_w del masmelo de pectina
- 05 Marco legal: referencia de especificaciones (GOST) frente a las exigencias de la UE