Palabiyik 2025 · Developing Low-Calorie Marshmallow Products Using Polyols and Soluble Fibers as …

Developing Low-Calorie Marshmallow Products Using Polyols and Soluble Fibers as Substitutes for Mono- and Disaccharides

Autores: Palabiyik, I.; Albaş, M. G.; Erşahin, E.; Toker, Ö. S.; Konar, N.; Şentürk, B.; Mutlu Abay, N.; Kılavuz, Z. et al.
Revista: ACS Omega (2025)
DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.5c04027
Eje / subcolección Zotero: Espuma y confitería sin sacarosa
Acceso al texto completo: abierto (gold) · enlace

Abstract

Marshmallow ingredient optimization is of critical importance in confectionery technology because even a slight change in its ingredients will prevent the formation of a foamy product structure. The aim of the study was to develop a low-calorie marshmallow by substituting corn syrup and mono- and disaccharides with soluble wheat fiber, inulin, and sugar alcohols. To this aim, the effects of variables on rheological and physical properties and general acceptability were investigated. Density values of marshmallows were determined between 0.33 and 1.30 g/cm3. General acceptability and density were chosen as the optimization parameters. General acceptability was maximum and density was minimum in the samples containing inulin, erythritol, maltitol syrup (MS), maltitol, and soluble wheat fiber at 15, 9.18, 39.19, 14.71, and 4.92%, respectively. The hardness, springiness, cohesiveness, gumminess, chewiness, and resilience of the marshmallow samples varied between 1544 and 3115 g, 0.369−0.532 and 0.369−0.532, 891−2632 g, 432−1356 g, and 0.190−0.513, respectively. The water activity of the optimized formulation (OM) was detected as 0.75 ± 0.01. In this study, a sugar-free marshmallow formulation with the best product quality was successfully determined.

---

Lectura guiada

Problema de investigación

Desarrollar un masmelo bajo en calorías sustituyendo el jarabe de maíz y los mono- y disacáridos por fibra soluble de trigo, inulina y polioles (eritritol, maltitol y jarabe de maltitol), y evaluar el efecto en la reología, las propiedades físicas y la aceptabilidad general.

Metodología

• Diseño: Experimental con diseño de mezclas D-óptimo (Design-Expert, 22 puntos): inulina 0-15 %, eritritol 0-40 %, fibra soluble de trigo 0-40 %, maltitol 0-40 % y jarabe de maltitol 30-60 %; gelatina constante (6,9 %). Densidad, a_w, pH, °Brix, color, TPA; ANOVA y regresión lineal múltiple.
• Población / muestra: Formulaciones de laboratorio (análisis por triplicado) y panel de 60 consumidores (25-40 años) con escala hedónica estructurada de 9 puntos, repetida tres días.

“A D-optimal mixture design by Design-Expert (Stat-Ease Inc. version 7.0, Minneapolis)4 was used to determine the influence of the independent variables on the model system consisting of 22 experimental points.” (p. 2)

• Mi nota: Diseño de mezclas D-óptimo con 22 puntos: modelo si Mary quisiera optimizar proporciones eritritol:maltodextrina; para su alcance basta un diseño más simple con pocas variantes.

“Maltitol syrup required a minimum of 30% and a maximum of 60% to ensure a sufficient syrup phase for aeration and texture formation, replacing the traditional glucose/inverted sugar phase.” (p. 2)

• Mi nota: Necesitaron una fase de jarabe (maltitol) para airear. Mary no tiene jarabe: la maltodextrina y el agua hacen ese papel; es un punto a discutir.

“by 60 panelists (35 females, 25 males, and 25−40 years old) using a 9-point structured hedonic scale, which was expressed from extremely dislike (1) to extremely like (9).” (p. 3)

• Mi nota: Panel de 60 consumidores con escala hedónica de 9 puntos y tres repeticiones: tamaño y escala de referencia para el panel de Mary.

🟡 Ideas principales (hallazgos clave)

✅ Evidencia:

“The samples prepared using mixtures of 40.0, 35.343, and 7.657% erythritol, maltitol syrup, and SWF, respectively, exhibited the lowest density.” (p. 3)

• Mi nota: La menor densidad (0,33 g/cm3, M8) se logró con la mayor carga de eritritol: el eritritol no impide airear. Pero esa misma muestra tuvo aceptabilidad de solo 4,09.

“The textural results clearly demonstrate that the marshmallows’ textural properties are mostly affected by the substitution of monosaccharides and disaccharides (Figure 2).” (p. 4)

• Mi nota: Idea central: cambiar el perfil de azúcares cambia la textura. Mary debe esperar diferencias de textura frente a un masmelo con sacarosa.

“The optimized formulation of marshmallow was determined to be 30% MS, 6.48% I, and 30% E (OM).” (p. 5)

• Mi nota: Fórmula optimizada con 30 % de eritritol (más jarabe de maltitol e inulina). Ojo: no es la mezcla de máxima aceptabilidad (M20, 6,45/9); se optimizó buscando densidad mínima. Precisar esto al citarla.

✅ Evidencia:

“Among the physicochemical properties, water activity (aw), density, and L*, a* and b* values were found to be similar for the control and OM (p > 0.05).” (p. 5)

• Mi nota: Evidencia de que una fórmula con 30 % de eritritol puede igualar al control en a_w (0,75) y densidad (0,36 vs 0,41 g/cm3). Comparación directa para Mary.

✅ Evidencia:

“As shown in Table 4, the results showed that the optimized formulation did not statistically differ from the control (p > 0.05).” (p. 6)

• Mi nota: Aceptabilidad 6,52 vs 7,11 del control sin diferencia significativa: el masmelo con polioles puede ser aceptado. Referencia para el umbral de aceptación de Mary.

🔵 Conceptos clave

“Prebiotics, soluble fibers, and polyols are the main alternatives by partial or full replacement of mono- and disaccharides in solid or solid-like foods.” (p. 1)

• Mi nota: Clasificación útil para el Marco teórico: el eritritol (poliol) y la maltodextrina (no es fibra ni poliol) cumplen papeles distintos en la fórmula de Mary.

“Lower density indicates a higher degree of entrained air in the product.” (p. 3)

• Mi nota: Definición operativa para el Marco teórico: la densidad es un indicador indirecto del aire incorporado (overrun).

“Products with a density of 0.70 g/mL and above are classified as denser.” (p. 3)

• Mi nota: Umbral de interpretación: si el masmelo de Mary supera 0,70 g/mL se consideraría denso. Útil para el apartado de resultados.

🔴 Citas textuales relevantes

“Marshmallow ingredient optimization is of critical importance in confectionery technology because even a slight change in its ingredients will prevent the formation of a foamy product structure.” (p. 1)

• Mi nota: Frase para el Marco teórico: justifica que Mary pruebe la fórmula por etapas y mida la espuma (densidad/overrun) en cada cambio de ingrediente.

🟢 Conexiones con el TFE de Mary

• Es el antecedente más cercano con eritritol en masmelo: la fórmula optimizada (30 % de jarabe de maltitol, 6,48 % de inulina y 30 % de eritritol) igualó al control en a_w (0,749 vs 0,754), densidad (0,36 vs 0,41 g/cm3) y aceptabilidad (6,52 vs 7,11, sin diferencia significativa; Tabla 4, p. 6).
• Rango de densidad de referencia (0,33-1,30 g/cm3) y umbral de “denso” en 0,70 g/mL para interpretar el valor que obtenga Mary.
• Diferencia de diseño: lleva gelatina y una fase de jarabe de maltitol; Mary no tiene gelatina y usa maltodextrina. La estructura de su masmelo depende de la albúmina y la pectina HM, que aquí no se estudian.
• La muestra más aireada (M8, 40 % de eritritol, 0,33 g/cm3) tuvo aceptabilidad de 4,09/9: menos densidad no equivale a más aceptación.

🟠 Limitaciones y vacíos

“In this study, a sugar-free marshmallow formulation with the best product quality was successfully determined.” (p. 1)

• Mi nota: Llaman ‘sugar-free’ a una fórmula con jarabe de maltitol y gelatina sin cuantificar azúcares. Mary no puede hacer ese salto: en la UE debe demostrar ≤ 0,5 g/100 g con análisis.

“Then, gelatin:water solution (1:2) was added following rapid cooling to 70 °C and mixed for 5 min at 200−300 rpm at 70 °C.” (p. 2)

• Mi nota: Matriz con gelatina (6,9 %): la estructura no depende de la clara ni de la pectina como en Mary; los resultados de textura no son directamente transferibles.

“Although it is reported that the water activity of marshmallow-type products ranges between 0.60 and 0.75,16 it closely depends on the constituents used in the formulation and porosity of the end product.” (p. 5)

• Mi nota: La a_w de 0,75 está en el techo del rango típico; Mary debe medir a_w en su fórmula y no asumirla, porque depende de los ingredientes y la porosidad.

“When the textural properties were evaluated with the general acceptance score, it could be concluded that the marshmallow formulation, which has high hardness, chewiness, and springiness, was more acceptable than the optimized one even if there was no statistically significant difference.” (p. 6)

• Mi nota: Tensión: el producto optimizado era más blando (518 vs 786 g) y menos masticable que el control, y el control gustó más. Para Mary: densidad mínima no equivale a mejor aceptación.

• Inconsistencia en el abstract: dice que la aceptabilidad fue máxima y la densidad mínima en la mezcla con inulina 15 % y eritritol 9,18 %, pero en la Tabla 2 (p. 3) esa mezcla (M20) tiene 0,66 g/cm3 y la densidad mínima es la de M8 (0,33 g/cm3).

• La dureza de la fórmula optimizada (518 g) y del control (786 g) en la Tabla 4 queda muy por debajo del rango de las 22 mezclas (1544-3115 g) y no se explica.

• Sin estudio de vida útil, sin análisis de azúcares y sin edulcorante intenso.

Preguntas orientadoras

1. En Palabiyik et al., la fórmula optimizada con 30 % de eritritol tuvo a_w de 0,749 y densidad de 0,36 g/cm3, sin diferencias con el control de sacarosa. Tu lote lleva cerca de un 45 % de eritritol en masa y no tiene gelatina ni jarabe de maltitol. ¿Qué valores de densidad y a_w esperas y cómo explicarás en el apartado 8.1 si te alejas de estos?
2. La muestra más aireada (M8, 0,33 g/cm3, 40 % de eritritol) fue de las menos aceptadas (4,09/9), y el control, más duro, gustó más que la fórmula optimizada. ¿Tomarás la densidad mínima como criterio de éxito o fijarás un rango objetivo junto con la aceptación? ¿Por qué?
3. Palabiyik necesitó entre 30 y 60 % de jarabe de maltitol para tener una fase de jarabe que permitiera airear. En tu fórmula esa fase la forman el agua y 250 g de maltodextrina. Si tuvieras que quitar la maltodextrina para asegurar el “sin azúcar”, ¿con qué la reemplazarías para no perder aireación y qué fuente usarías para justificarlo?
4. 🎓 Pregunta de sustentación: “Palabiyik llama ‘sugar-free’ a su masmelo sin haber cuantificado los azúcares. ¿Cómo demuestra usted que el suyo cumple el máximo de 0,5 g de azúcares por 100 g que exige el Reglamento 1924/2006?”

Mi reflexión

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

Notas derivadas

• El eritritol puede sustituir totalmente la sacarosa en confitería aireada
• Una densidad mínima no garantiza la mejor aceptación del masmelo
• La a_w de un masmelo sin sacarosa ronda 0,75 y no lo protege de mohos y levaduras

¿Dónde lo uso en el TFE?

• 04 Marco teórico: clasificación de los sustitutos (polioles, fibras) y densidad como indicador del aire incorporado
• 04a Antecedentes (estado del arte): antecedente directo de eritritol en masmelo con aceptación similar al control
• 07 Metodología: panel de 60 consumidores con escala de 9 puntos; densidad, a_w y TPA
• 08 Resultados y discusión: comparar densidad, a_w y aceptabilidad; umbral de 0,70 g/mL