Utilization of Fructose-olygosaccharides as Sugar Substitute in Marshmallow and its Effect on the Physicochemical and Consumer Acceptance
Autores: Linggo, G.; Phothisoot, T.; Kongpichitchoke, T.; Lo, D.
Revista: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (2025)
DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1449/1/012164
Eje / subcolección Zotero: Espuma y confitería sin sacarosa
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Abstract
Abstract Marshmallows are a popular type of confectionery known for their chewy and light texture. However, they traditionally contain high levels of sugar, raising health concerns. This study aims to evaluate the physicochemical and sensory properties of marshmallows with sucrose replaced by fructooligosaccharides (FOS). Five formulations were tested: P1 (control) with 100% sucrose, P2 with 25% FOS + 75% sucrose, P3 with 50% FOS + 50% sucrose, P4 with 75% FOS + 25% sucrose, and P5 with 100% FOS. The marshmallows were evaluated through a series of physicochemical tests, including color, texture, density, water content, water activity, yield, and reducing sugar, as well as sensory testing using a 9-point hedonic scale. Statistical analysis revealed significant differences across the formulations. As the proportion of FOS increased, there was a corresponding increase in texture hardness, density, and water activity, while yield decreased. The formulation with 25% FOS and 75% sucrose displayed physicochemical properties most similar to the control (100% sucrose). Sensory testing results showed that the formulation with 100% FOS received the lowest overall liking score, while the formulation with 25% FOS and 75% sucrose received the highest liking score after the control.
Lectura guiada
Problema de investigación
Evaluar si los fructooligosacáridos (FOS) pueden sustituir la sacarosa en masmelo (0, 25, 50, 75 y 100 %) y cómo cambian las propiedades fisicoquímicas y la aceptación del consumidor.
Metodología
- Diseño: Experimental, 5 formulaciones (P1 control 100 % sacarosa a P5 100 % FOS), masmelo con gelatina; color, densidad, dureza, rendimiento, humedad, a_w, azúcares reductores; ANOVA + Duncan.
- Población / muestra: Triplicados para análisis; panel de 100 consumidores no entrenados con escala hedónica de 9 puntos.
“The ingredients required for making marshmallows were powdered gelatin, water, salt, and sugar.” (p. 3)
- Mi nota: Matriz con gelatina y sin clara: no es directamente comparable con la de Mary (pectina HM + albúmina, sin gelatina).
“The mass of the marshmallow, combined with the volume of the cup, was used to calculate the density of the marshmallow.” (p. 4)
- Mi nota: Método sencillo de densidad (masa en un recipiente de volumen conocido), replicable en la microempresa de Bello para la Fase 2.
“Texture testing was conducted using a texture analyzer equipped with a flat cylinder probe. The test took place at room temperature to assess the hardness of the sample. A speed of 250 mm/min was utilized during the test, with a compression distance set at 15 mm.” (p. 4)
- Mi nota: Parámetros de dureza instrumental (sonda cilíndrica, 250 mm/min, 15 mm) por si Mary accede a un texturómetro.
“This test involved 100 untrained panelists, who tasted the products and completed a form assessing parameters such as color, sweetness, hardness, springiness, chewiness, stickiness, and overall liking.” (p. 5)
- Mi nota: Modelo de panel para Mary: escala hedónica de 9 puntos, 100 consumidores no entrenados y atributos de textura.
🟡 Ideas principales (hallazgos clave)
“As the proportion of FOS increased, there was a corresponding increase in texture hardness, density, and water activity, while yield decreased.” (p. 2)
- Mi nota: Hallazgo central: al sustituir la sacarosa suben dureza, densidad y a_w. Mary debe medir lo mismo con eritritol + maltodextrina.
✅ Evidencia:
“P1 had the lowest density value (0.53 ± 0.00 g/mL), while the highest density was observed in P5 (0.66 ± 0.02 g/mL). The increase in density values from P1 to P5 directly correlated with an increase in hardness values.” (p. 6)
- Mi nota: Valores de referencia de densidad (0,53-0,66 g/mL) para discutir los que obtenga Mary.
“High viscosity in marshmallow mixtures creates strong resistance against air bubbles, thereby reducing foamability in marshmallows” (p. 6)
- Mi nota: Mecanismo: un jarabe muy viscoso limita el batido. Relevante para el sistema pectina + xantana + guar de Mary.
✅ Evidencia:
“P1 had the lowest Aw value of 0.84, while P5 had the highest Aw value of 0.86.” (p. 7)
- Mi nota: a_w de 0,84-0,86 en masmelos con gelatina: rango de comparación para el masmelo de Mary.
✅ Evidencia:
“P5 received the lowest liking score with a value of 5.20 ± 1.75.” (p. 8)
- Mi nota: La sustitución total de sacarosa obtuvo la menor aceptación: Mary debe comparar su fórmula contra un control con azúcar.
🔵 Conceptos clave
“Sugar plays a crucial role in marshmallow production, acting as a stabilizer” (p. 2)
- Mi nota: Función tecnológica de la sacarosa (estabiliza las burbujas): es lo que el eritritol y la maltodextrina deben reemplazar en la fórmula de Mary.
“Density is the measurement of a material that compares its mass to its volume.” (p. 5)
- Mi nota: Definición operativa de densidad para el Marco teórico (variable de respuesta en Mary).
“Unlike moisture content, water activity refers to the free water content present in food products and its potential to support microbial growth, thereby causing product spoilage.” (p. 6)
- Mi nota: Definición de a_w para el Marco teórico y para justificar el estudio de vida útil.
🔴 Citas textuales relevantes
“Marshmallows are a popular type of confectionery known for their chewy and light texture. However, they traditionally contain high levels of sugar, raising health concerns.” (p. 2)
- Mi nota: Frase de apertura para la Introducción/planteamiento del problema: justifica reformular el masmelo sin azúcar.
“suggesting that panelists tend to prefer marshmallows that are moderately sweet rather than overly bland or overly sweet.” (p. 8)
- Mi nota: Cita para justificar bajar la dosis de Reb A (exceso legal en la UE) sin perder aceptación.
🟢 Conexiones con el TFE de Mary
- Es el antecedente más claro de que la sustitución total de la sacarosa penaliza la aceptación (P5, 5,20/9): Mary debe incluir un control (masmelo con azúcar o comercial) y no solo evaluar su fórmula.
- El método de densidad con recipiente de volumen conocido es replicable en la microempresa de Bello sin equipos caros.
- Linggo no añadió edulcorante intenso, por eso P5 resultó poco dulce; la Reb A de Mary resuelve el dulzor, pero no la textura: densidad y dureza siguen siendo el riesgo.
- Valores de comparación: densidad 0,53-0,66 g/mL y a_w 0,84-0,86 (con gelatina).
🟠 Limitaciones y vacíos
“Furthermore, FOS possesses only 30% of the sweetness of sucrose [5], making it a less calorie-dense ingredient.” (p. 3)
- Mi nota: Sustituyeron sin edulcorante intenso, de ahí el bajo dulzor de P5. Mary sí compensa con Reb A: diferencia de diseño que debe señalar.
“These results are as expected, indicating no presence of reducing sugars, which means products with FOS substitution can reduce calories and can be safely consumed by the public.” (p. 7)
-
Mi nota: Conclusión sobredimensionada: la ausencia de azúcares reductores no demuestra menos calorías ni seguridad. Mary debe evitar este salto en su Discusión.
-
Matriz con gelatina y sin clara ni pectina; solo una variable (proporción de FOS).
-
Sin estudio de vida útil pese a la a_w alta (0,84-0,86).
Preguntas orientadoras
- En Linggo et al., al pasar de 0 a 100 % de FOS la densidad subió de 0,53 a 0,66 g/mL y la sustitución total fue la menos aceptada (5,20 en la escala de 9). ¿Qué control usarás en tu prueba hedónica, el masmelo tradicional de la empresa u otro comercial, y qué puntaje mínimo considerarás aceptable para tu fórmula?
- Linggo midió la densidad llenando un recipiente de volumen conocido. ¿Puedes repetir ese método en la microempresa de Bello? ¿Cuántas repeticiones por variante harás y cómo presentarás el overrun junto a la densidad en el apartado 8.1?
- Los panelistas prefirieron masmelos moderadamente dulces, ni insípidos ni demasiado dulces. Si tienes que bajar los 3 g de Reb A del lote para cumplir los 350 mg/kg de la UE, ¿cómo usarías este hallazgo para argumentar que la reducción no tiene por qué bajar la aceptación?
- 🎓 Pregunta de sustentación: “Linggo concluye que, como no hay azúcares reductores, el producto tiene menos calorías y es seguro. ¿Comparte esa conclusión? ¿Con qué datos sostiene usted que su masmelo es seguro y de menor valor energético?”
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: función tecnológica de la sacarosa y definición de densidad y a_w
- 04a Antecedentes (estado del arte): antecedente de sustitución de sacarosa en masmelo
- 07 Metodología: métodos de densidad, dureza y panel hedónico de 9 puntos con 100 consumidores
- 08 Resultados y discusión: comparar densidad, a_w y aceptación; la sustitución total penaliza la aceptación