Dodatki: Dodatki do mlecznych napojów fermentowanych

Mleczne napoje fermentowane charakteryzują się wysoką wartością odżywczą, co tłumaczy, dlaczego należą do najbardziej lubianych i nabywanych grup produktów mleczarskich. Producenci uczestniczący w rynku mleczarskim starają się nadążać za potrzebami i oczekiwaniami konsumentów, a nawet je wyprzedzać. Tworząc i wdrażając nowe asortymenty mlecznych produktów fermentowanych jednocześnie próbują dotrzymać kroku rynkowej konkurencji. Dzięki takim zachowaniom producentów napojów fermentowanych konsumentom oferowana jest przeogromna gama produktów, różniących się konsystencją, strukturą skrzepu, smakiem, barwą, zapachem, wartością żywieniową i właściwościami funkcjonalnymi. Różnorodność produktów w gamie mlecznych napojów fermentowanych warunkowana jest wieloma czynnikami, w tym rodzajem mikroflory starterowej (technicznej). Rodzaj użytej mikroflory technicznej decyduje o powstającym skrzepie i walorach smakowo-zapachowych finalnego produktu. Oprócz mikroflory technicznej, na rodzaj uzyskanego finalnie napoju wpływ mają również zabiegi technologiczne: zmniejszanie gęstości produktu poprzez dodatek wody, wsadów owocowych, albo zagęszczanie w efekcie dodatku proszków mlecznych, odparowania wody lub odczerpania serwatki. Nie bez znaczenia jest też rodzaj surowca, który decyduje nie tylko o konsystencji, ale także o rodzaju napoju fermentowanego. Wzrost świadomości żywieniowej konsumentów wpływa stymulująco na wprowadzanie coraz to nowszych wyrobów pod względem atrakcyjności sensorycznej, strukturalnej oraz odżywczej, z zachowaniem jak najwyższej jakości produktu. Rozszerzenie oferty smakowej i funkcjonalnej mlecznych napojów fermentowanych jest związane z pośrednim lub bezpośrednim stosowaniem dodatków do żywności lub składników żywności. Jakość mlecznych napojów fermentowanych zależy od jakości zastosowanych surowców, przebiegu procesów technologicznych i przede wszystkim od czystości mikrobiologicznej na każdym etapie produkcji.

Rodzaj mikroflory technicznej decyduje o warunkach przebiegu procesu fermentacji, rozkładzie składników mleka decydujących o zapachu i smaku oraz o charakterze tworzonego skrzepu. Proces fermentacji może być realizowany w warunkach inkubacji termofilnej lub mezofilnej. Obie fermentacje różnią się czasem i temperaturą. Proces termofilny prowadzony jest w czasie kilku godzin (ok. 3-4 h) i w temperaturze w zakresie 40-45oC, podczas gdy proces w warunkach mezofilnych zachodzi w temperaturze 25-30oC do kilkunastu godzin, w zależności od rodzaju produktu. Różne kombinacje czasu i temperatury powodują powstawanie różnych związków aromato- i smakotwórczych, ale też stanowią o charakterze tworzonego finalnie skrzepu, przede wszystkim o jego konsystencji i strukturze. Istotny wpływ ma także skład rodzajowy i gatunkowy zastosowanej kultury starterowej. Oferta firm biotechnologicznych w tym zakresie umożliwia wybór kultur o cechach biochemicznych ukierunkowanych na uzyskanie skrzepu o wysokiej lub niskiej lepkości, dzięki czemu możliwa jest łatwa produkcja mlecznych napojów fermentowanych gęstych lub pitnych. Stosowanie odpowiednio dobranych kultur mikroflory technicznej w tym zakresie pozwala na produkcję takich mlecznych napojów fermentowanych, których struktura skrzepu nie wymaga stabilizacji poprzez użycie dodatków funkcjonalnych lub składników żywnościowych (np. zagęstników bądź stabilizatorów) lub pozwala na ograniczenie ich stosowania w praktyce przemysłowej. Głównym kluczem doboru odpowiednich kultur starterowych jest zdolność tych drobnoustrojów do wytwarzania egzopolisacharydów, czyli zewnątrzkomórkowych wielocukrów, które mają naturalną zdolność do wiązania wody, a tym samym stabilizowania skrzepu i zagęszczania produktu. Dodatkowo, dobór starterów technologicznych uwarunkowany jest rodzajem finalnie oczekiwanego produktu. Dla przykładu, produkty takie jak kefir i maślanka mogą cechować się nieregularnym skrzepem o musującym, orzeźwiającym smaku, za który odpowiedzialna jest mikroflora gazująca, silnie lub słabo aromatyzująca. Tworzenie się dwutlenku węgla w czasie fermentacji przez taką mikroflorę prowadzi do powstania rozwarstwienia w strukturze skrzepu oraz odpowiednich odczuć smakowo-zapachowych odbieranych przez konsumenta.

Podstawowym składnikiem strukturotwórczym skrzepu mlecznych napojów fermentowanych jest micela kazeinowa – cząstka głównego białka mleka, kazeiny. Kazeina w warunkach świeżego (słodkiego) mleka jest rozproszona w fazie wodnej i tworzy układ koloidalny nadający mleku kolor odbierany ludzkim okiem jako biały, w efekcie złudzenia optycznego. Rozproszenie miceli kazeinowych w mleku jest warunkowane rozkładem ładunku elektrycznego na powierzchni miceli. Ładunek ten w warunkach mleka świeżego (słodkiego) przyjmuje wartość ujemną, co pozwala na przyłączanie się cząsteczek wody (z ładunkiem dodatnim) do powierzchni miceli i ułatwienie jej rozproszenia w środowisku wodnym mleka. W trakcie procesu fermentacji następuje obniżenie wartości pH, a w efekcie, zmiana ładunku powierzchni miceli. Jak wiadomo, w czasie fermentacji bakterie fermentacji mlekowej rozkładają cukier mleczny (laktozę) do kwasów organicznych. W zależności od rodzaju fermentacji (termofilnej, mezofilnej) tworzone są różne kwasy organiczne, w różnym udziale, jednak najczęściej dominuje kwas mlekowy. Na skutek zwiększenia zawartości jonów kwasów organicznych w mleku zmienia się rozkład ładunku elektrycznego miceli kazeinowych, w efekcie czego na powierzchni tych miceli dochodzi do zrównania się liczby grup kwasowych i zasadowych – wypadkowy ładunek elektryczny miceli osiąga wartość równą zero, co powoduje utratę warstwy hydratacyjnej wokół miceli i zmniejszenie jej zdolności do rozproszenia w układzie wodnym mleka. Dodatkowo, w zakwaszonym środowisku koloidalnym fosforan wapnia przechodzi w formę rozpuszczalną w fazie wodnej, co potęguje rozluźnienie wiązań wewnątrzmicelarnych kazeiny. Finalnie, kazeina staje się mniej rozpuszczalna w wodzie, powiększa swoje rozmiary w efekcie zmniejszenia wewnątrzmicelarnych wiązań, co powoduje zwiększenie wzajemnego przyciągania się między micelami i tworzenie skrzepu. Wartość pH, stopień przefermentowania składników mleka, zawartość suchej masy, w tym hydrokoloidów decydują o strukturze, gładkości i stabilności skrzepu, a tym samym, o jakości produktu końcowego.