3.6: Diseño de Formulación - Cómo Configurar Experimentos y Rastrear Variables
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Convertir un concepto de alimentos en un nuevo producto alimenticio: comience con un plan
- Una vez que se decida un nuevo concepto de producto, su equipo necesitará un punto de partida de formulación.
- Encontrar formulaciones y recetas existentes y luego modificarlas y combinarlas según sea necesario suele ser la forma más fácil de comenzar.
- Busque los niveles de uso de los ingredientes, especialmente si se necesitan ingredientes especiales o industriales (gomas, almidones modificados, etc.).
- Estudie las recetas, formulaciones e instrucciones de procesamiento existentes y busque similitudes y diferencias. Piense en la funcionalidad de los ingredientes y el propósito de los pasos de procesamiento para elegir los mejores lugares de inicio.
Hacer 2-3 formulaciones iniciales
- Convierta las medidas de volumen en pesos y calcule el porcentaje en peso de inmediato. La conversión de las mediciones de volumen en pesos se puede hacer pesando cuidadosamente las mediciones volumétricas de los ingredientes o observando referencias acreditadas como el USDA FoodData Central.
- Pesos -> Porcentajes: Peso del Ingrediente/Peso Total =% en Peso
- Para el Peso del Panadero:% en peso de un ingrediente/% de peso (s) de harina en fórmula
- La conversión a pesos facilita el seguimiento de los cambios variables.
- También permite cálculos adicionales, especialmente si se dirige a una cantidad específica de contenido de nutrientes.
- Además, los profesores no pueden responder preguntas sobre el uso de ingredientes sin los porcentajes de formulación.
- Tome notas y registre observaciones mientras realiza la formulación y evalúe el producto terminado en detalle.
- Determinar qué formulación y proceso funcionó mejor y por qué.
Decidir qué cambios se deben realizar para alcanzar el producto alimenticio óptimo estándar oro.
- Con base en las características de la mejor iteración y los cambios que se deben realizar, hacer una lista de las variables más efectivas a probar.
- No hay tiempo ni recursos suficientes para probar cada variable, por lo que es importante pensar a través del sistema y utilizar el razonamiento educado para acotar las variables a probar.
- Tenga en cuenta el costo. Si estás usando un ingrediente caro, ¿podrías usar un ingrediente menos costoso y obtener casi la misma funcionalidad y calidad del producto? Se recomienda hacer el tamaño de lote más pequeño que funcione en equipos y sea necesario para la evaluación sensorial.
- Una vez que se eligen las variables, comience a probar una variable a la vez. Es importante cambiar solo un tipo de ingrediente, cantidad de ingrediente o paso de procesamiento a la vez para rastrear y comprender los resultados de cada experimento.
Variables de ajuste y seguimiento
- Al agregar un nuevo ingrediente, investigue los niveles de uso. Dependiendo de la aplicación, a menudo es más eficiente probar primero el alto nivel de uso. Esta es la mejor manera de ver y evaluar la funcionalidad del ingrediente. Entonces el nivel se puede reducir según sea necesario.
- Adición vs. Sustitución: Al ajustar una formulación, se puede hacer ya sea por adición o por sustitución.
- La adición es tomar las cantidades existentes de ingredientes y simplemente agregar otro ingrediente. Este método diluye o reduce los porcentajes de otros ingredientes. Tiene más sentido si la función del ingrediente es diferente a otros ingredientes que ya están en la fórmula.
- La sustitución saca todo o parte de uno o más ingredientes y reemplaza esa cantidad por otro ingrediente. Esto mantiene iguales las cantidades y porcentajes de los demás ingredientes, pero reemplaza la funcionalidad de un ingrediente con otra funcionalidad de ingrediente. La sustitución tiene más sentido si el nuevo ingrediente tiene una función similar a otro ingrediente que ya está en la fórmula.
- Puede ser difícil decidir sobre la suma versus la sustitución. Piense a través de la formulación y la variable que desea probar y luego evaluar ambas opciones para determinar cuál tiene más sentido.
- Realice un seguimiento de los cambios de formulación y procesamiento y sus observaciones y resultados detallados en el cuaderno de laboratorio. También, use un archivo Excel para rastrear las formulaciones. El seguimiento de archivos de Excel permitirá un fácil seguimiento de variables y ahorrará tiempo calculando porcentajes.
Un ejemplo de formulación: agregar fibra a panqueques
Primero, revisa la fórmula y piensa en la función de cada uno de los ingredientes. A veces las funciones pueden ser confusas. Si este es el caso, considera cómo resultaría el panqueque sin agregar el ingrediente.
| Ingredientes para panqueques | Porcentaje por Peso | Función Ingrediente |
| Harina multiuso |
30.8 |
Estructura Gluten (Mínima), Gelatinización de Almidón |
| Polvo para hornear | 2.5 | LEVACIÓN |
| Azúcar | 2.1 | Dulzura, Ablandamiento (Mínimo), Doramiento Maillard |
| Sal | 1.0 | Gusto |
| Leche, 2% | 52.7 | Hidratar Ingredientes Secos, Sabor |
| Huevo | 8.5 | Hidratar ingredientes secos, estructura, dorado de Maillard |
| Petróleo | 2.4 | Ablandamiento, Sabor (Mínimo) |
|
Total |
100.0 |
Ahora compare los métodos de adición y sustitución para agregar fibra a la fórmula. El objetivo en este escenario es agregar fibra a la receta para obtener una excelente fuente de fibra por porción: (5.6 gramos/porción de 110 gramos). Tenga en cuenta que por simplicidad estamos asumiendo que el ingrediente de fibra es 100% fibra. Normalmente no es así, pero funciona mejor aquí para ilustrar las diferencias.
| Opción 1 — Adición (tiene sentido si la función de los ingredientes es diferente a otros ingredientes que ya están en la fórmula) | Opción 2 — Sustitución de ingredientes similares (tiene sentido si el ingrediente es similar a otro ingrediente que ya está en la fórmula) | |||
| Ingredientes para panqueques | Peso (en gramos) | Porcentaje por Peso | Peso (en gramos) | Porcentaje por Peso |
| Harina multiusos | 180.0 | 29.2 | 149.2 | 25.5 |
| Ingrediente de fibra | 31.4 | 5.1 | 29.8 | 5.1 |
| Polvo para hornear | 14.4 | 2.3 | 14.4 | 2.5 |
| Azúcar | 12.0 | 1.9 | 12.0 | 2.1 |
| Sal | 6.0 | 1.0 | 6.0 | 1.0 |
| Leche, 2% | 309.0 | 50.1 | 309.0 | 52.8 |
| Huevo | 50.0 | 8.1 | 50.0 | 8.6 |
| Petróleo | 14.0 | 2.3 | 14.0 | 2.4 |
|
Total |
616.8 | 100.0 | 584.4 | 100.0 |
En este escenario, decidir entre adición y sustitución probablemente se centrará en las características de los ingredientes de la fibra. Si se trata de un ingrediente de fibra como el salvado de trigo o el salvado de avena, el ingrediente de fibra funcionará de manera similar a la harina para que la sustitución tenga más sentido. Si la fibra es soluble con baja viscosidad como inulina o maltodextrina resistente, el ingrediente de la fibra no tiene una funcionalidad similar a los ingredientes enumerados y la adición puede tener más sentido.
Balance de Materiales
- Rastree el material en el sistema. Este seguimiento proporcionará contexto para la funcionalidad de los ingredientes y es necesario para generar el panel de datos nutricionales.
- Mida y registre los datos a lo largo de las pruebas de formulación, NO solo una vez que se alcance el estándar oro.
- Las mediciones incluyen pérdida de procesamiento, pérdida o ganancia de humedad, y pérdida o ganancia de grasa y dependerán de la formulación. La medición más común del balance de materiales es la pérdida de humedad por cocción, horneado o deshidratación. Puede ser tan simple como medir el peso del producto antes y después de la etapa de procesamiento para calcular la pérdida de agua.
- Vea el ejemplo de pérdida de humedad del brownie a continuación.
