Los ingredientes utilizados en cualquier formulación son importantes independientemente del producto terminado, pero los tipos y cantidades de ingredientes utilizados en el diseño de helados con alto contenido de proteína son particularmente críticos para lograr el resultado deseado.
Esta publicación es la primera de dos que resumen los puntos clave de un seminario web titulado “Formulación de helados de alta calidad y alto contenido proteico”. La Parte 1 proporciona una presentación técnica detallada sobre la formulación de helados; el papel de los distintos tipos de ingredientes para lograr la funcionalidad requerida; y los problemas que suelen asociarse con el diseño de helados con alto contenido proteico, así como las soluciones a estos problemas. La Parte 2 se centra en la optimización de helados con alto contenido proteico con IdaPlus1085 de Idaho Milk Products, un concentrado de proteína de leche (MPC) funcional con calcio reducido que proporciona la funcionalidad necesaria para crear helados de alta calidad y alto contenido proteico. Entre los presentadores del seminario web se encontraban Joe Marshall, científico alimentario de Socius Ingredients y, en la Parte 2, Kumar Tammineedi, científico sénior de I+D de Idaho Milk Products, y Venkat Sunkesula, Ph.D., director asociado de investigación y servicios técnicos de Idaho Milk Products.
El helado es una estructura de 4 fases, señaló Joe Marshall de Socius Ingredients. Se compone de (1) Suero: agua no congelada más todos los componentes solubles (es decir, suero de leche, caseína, azúcar, sal, estabilizantes, sabor); (2) Grasa; (3) Celdas de aire y (4) Agua congelada. Después del procesamiento [Ver recuadro: Procedimiento del helado], el helado se convierte en una emulsión de 3 fases de grasa y aire dispersos en una fase acuosa continua, explicó Marshall.
Las duras condiciones durante la distribución y el almacenamiento crean la posibilidad de problemas de calidad, que afectan tanto a los atributos sensoriales como a los físicos. Como tal, las funcionalidades de los ingredientes de una formulación desempeñan un papel fundamental en la creación de un producto terminado de alta calidad que seguirá siéndolo durante toda su vida útil. Estas funcionalidades incluyen la hidratación, la depresión del punto de congelación, la estabilización (por ejemplo, la estabilidad de las celdas de aire, la retención de la forma, etc.), la emulsificación, la coalescencia parcial de los glóbulos de grasa y la resistencia al choque térmico, entre otras.
Aunque se utilizan en pequeñas cantidades, los estabilizantes (por ejemplo, las gomas) pueden tener grandes ramificaciones en las propiedades sensoriales y físicas del helado, señaló Marshall. Los atributos sensoriales incluyen la cremosidad, el cuerpo y el espesor; la liberación del sabor; y la percepción de hielo/congelación. Las propiedades físicas incluyen la resistencia al choque térmico, que evita que los cristales de hielo se unan y formen cristales de hielo más grandes, lo que provoca quemaduras por congelación; la resistencia al choque de altitud, que impide que los cambios de presión atmosférica afecten a la presión dentro de las celdas de aire del helado; y la integridad estructural, que proporciona unas propiedades de fusión óptimas.
Los emulsionantes también desempeñan un papel importante en la estabilidad del helado, al igual que la coalescencia parcial. Los emulsionantes y las proteínas, con sus extremos hidrófilos e hidrófobos, recubren el exterior de los glóbulos de grasa a medida que se cizallan durante el batido. Pero, debido a que las moléculas de proteína son muy grandes, existe un impedimento estérico que hace que las moléculas de grasa choquen y reboten entre sí, explicó Marshall.
Como las moléculas de los emulsionantes son mucho más pequeñas que las de las proteínas, las moléculas de grasa seguirán chocando, pero también mantendrán su forma globular y se pegarán entre sí. Esto se llama coalescencia parcial. Si bien las proteínas y los emulsionantes compiten por la interfaz en las gotas de grasa hasta cierto punto, los emulsionantes suelen ganar, señaló Marshall. “Debería haber suficiente proteína desplazada por el emulsionante para que se produzca esa conexión (es decir, la coalescencia parcial)”, añadió.
La coalescencia parcial ayuda al helado a mantener su forma y proporciona estabilidad a las celdas de aire y resistencia al choque térmico. “La coalescencia parcial es muy importante en la estructura del helado”, dijo Marshall. “Es realmente el andamiaje que constituye el helado y le da su integridad”.
Atributos del helado con alto contenido proteico: problemas y soluciones
El contenido de proteína del helado estándar es del 3-4%, que generalmente proviene de la leche desnatada en polvo y la crema. El helado con alto contenido proteico es cualquier cosa que exceda el nivel del helado estándar, pero generalmente oscila entre el 7 y el 15% de proteína, señaló Marshall, y el enriquecimiento de proteínas generalmente proviene de concentrados de proteína láctea u otras fuentes no lácteas.
“Los helados con alto contenido proteico se esfuerzan por ser más nutritivos maximizando la proteína y minimizando la grasa y el azúcar”, dijo Marshall. En efecto, estos productos suelen ser bajos en calorías, sin azúcar o bajos en azúcar y bajos en grasa.
Los helados con alto contenido proteico están sujetos a varios problemas durante el procesamiento y durante toda su vida útil. Pueden producirse problemas de procesamiento relacionados con la formación de espuma y el espesor, por ejemplo. Las proteínas actúan como agentes espumantes, por lo que cuando el contenido de proteínas es mayor, la espuma (es decir, el aire atrapado) debe minimizarse durante la mezcla, antes de la pasteurización y la homogeneización. “El aire en la mezcla puede provocar problemas de bombeo y un calentamiento irregular”, explicó Marshall. “Las gomas activadas en agua fría (por ejemplo, guar, xantano, etc.) crean una mezcla viscosa que dificulta mucho la liberación de la espuma una vez formada”, añadió.
Como el helado con alto contenido proteico tiende a ser más bajo en azúcar y el azúcar es uno de los mayores factores que contribuyen a la depresión del punto de congelación, pueden producirse problemas relacionados con la dureza. Como ilustró Marshall, ‘hay una gran porción de agua en el helado que permanece líquida, pero contiene todos los componentes solubles, siendo el azúcar uno de esos componentes solubles. Si no tiene una baja depresión del punto de congelación, su helado se convertirá en una roca’.
La contracción con el tiempo, donde el helado se separa del exterior del envase, es un problema complejo que implica la estabilidad de las celdas de aire y el choque térmico/de altitud. El tipo y la concentración de proteína juegan un papel importante en la contracción. La mala estabilidad de la espuma conduce al desarrollo de mucho aire, lo que resulta en una posible contracción, señaló Tammineedi. Si bien este problema puede ocurrir en cualquier tipo de helado, se asocia más a menudo con formulaciones con alto contenido proteico.
Las proteínas también pueden afectar a las características sensoriales, contribuyendo a sabores y viscosidad no deseados, lo que crea un producto espeso, pastoso y gomoso. “No querrá tener que “masticar” el helado, como solemos decir”, comentó Marshall. Y añadió: “Optimizar el tipo de proteína, el dulzor, el sabor y el nivel de grasa puede ayudar a mitigar cualquier nota no deseada asociada a la proteína”.
Existe una variedad de soluciones disponibles para compensar otros problemas inherentes asociados con el helado alto en proteínas, aparte de los problemas de sabor mencionados anteriormente. En cuanto a la formación de espuma y la viscosidad, las gomas activadas por calor, como las gomas de algarrobo y de semilla de tamarindo, mantienen una baja viscosidad y solo aumentarán su espesor durante la etapa de pasteurización.
El uso de un agente antiespumante puede ayudar a liberar la espuma. El tiempo y la gravedad eventualmente harán que el aire colapse sobre sí mismo. “Deje 30 minutos para la hidratación, pero dé tiempo después de eso para asegurar que la mezcla sea lo más densa posible sin aire atrapado”, recomendó Marshall.
Las proteínas no solo deben estar bien mezcladas e hidratadas adecuadamente, sino que también deben tener una estabilidad térmica adecuada. Las diferentes proteínas tienen diferentes tolerancias al calor. “La concentración también es importante. Asegúrese de no tener un aumento repentino de la viscosidad durante el procesamiento, ya que esto puede provocar un bloqueo en la prensa, lo que detendría todo el sistema”, enfatizó Marshall.
Dado que la depresión del punto de congelación está inversamente relacionada con el peso molecular (P.M.), las moléculas de bajo P.M., como el azúcar, la fructosa y los alcoholes de azúcar, “hacen el trabajo pesado con respecto a la depresión del punto de congelación”, dijo Marshall. El eritritol, la alulosa y el xilitol no solo ayudan a la depresión del punto de congelación en formulaciones bajas en calorías o reducidas en azúcar, sino que también ayudan con los atributos sensoriales, como el dulzor.
Las gomas de algarrobo y de semilla de tamarindo, mencionadas anteriormente en la formación de la viscosidad adecuada, también ayudan a estabilizar las celdas de aire a través del proceso de crio-gelificación al congelarse. “El criogel abarca toda la red sérica, reforzando la estabilidad para que las celdas de aire no se encojan con el tiempo”, dijo Marshall. Estas gomas también proporcionan las características de fusión deseadas, dando una mejor retención de la forma durante la vida útil y ayudan a prevenir el choque térmico o de altitud.
Haga clic aquí para ver la Parte 2 del resumen del seminario web sobre “Formulación de helados de alta calidad y alto contenido proteico”, que se centra en el uso de IdaPlus® 1085, un MPC funcional desarrollado específicamente para la creación de helados óptimos con alto contenido proteico. {URL de la publicación por venir}
Haga clic en el enlace de abajo para ver el “Seminario web sobre la formulación de helados de alta calidad y alto contenido proteico”
https://event.on24.com/wcc/r/3041386/81ABDE8D9BBABDB5A38584613E1AB153
Procedimiento para la elaboración de helados
Fórmula típica para helados
- Leche descremada (MSNF) 40-70%
- Crema 5-40%
- Azúcar 10-20%
- Estabilizantes 0.3-1.5%
- Saborizantes/Inclusiones 0.2-2%
Día 1
- Crear la mezcla
- Mezclar todos los ingredientes secos.
- Asegurarse de que la mezcla sea homogénea (es decir, sin grumos).
- Añadir lentamente la mezcla a la leche descremada en un baño de agua caliente a 45°C.
- Mezclar durante 30 minutos. Asegurarse de que todo esté bien hidratado.
- Pasteurizar utilizando el proceso HTST estándar (asumiendo una configuración de homogeneización posterior).
- Calentar a 176°F (80°C) durante 30 segundos (mata las bacterias patógenas; derrite la grasa y los emulsionantes; permite una homogeneización adecuada; activa cualquier goma activada por agua caliente).
- Homogeneización
- Homogeneizar a 150/50 bar (crea una emulsión más uniforme y un producto más cremoso; evita que la grasa se separe durante el envejecimiento).
- Envejecimiento
- Dejar a 4°C (39°F) durante la noche o un mínimo de 4 horas (permite la hidratación completa de los polvos [es decir, proteínas e hidrocoloides]; que los emulsionantes desplacen a las proteínas en la interfaz grasa/agua, lo que ayuda a la coalescencia parcial; y que la grasa se cristalice).
Día 2
- Pesar la base del helado
- Tomar una muestra para analizar la viscosidad y la estabilidad.
- Añadir saborizantes/inclusiones.
- Batir/Congelar
- Verter la base en el congelador y activar (asegurarse de que se haya incorporado suficiente aire a la base para lograr el overrun deseado).
- Después del tiempo de congelación deseado, cambiar a la función de “dispensación” y llenar los envases.
- Congelación dura
- Colocar el helado en un congelador a -60°C (-76°F) durante 2 horas (evita la maduración de Ostwald, donde las partículas pequeñas se disuelven, mientras que las partículas más grandes se forman).
- Transferir al congelador estándar
Fuente: Joe Marshall, científico de alimentos, Socius Ingredients/ Webinar “Formulación de helados de alta calidad y alto contenido proteico” de 2021 para Idaho Milk Products
