Tekstura napojów fermentowanych: Budowanie tekstury napojów

Nie tylko napój

Jogurt, kefir, mleko zsiadłe, mleko acidofilne, maślanka, ayran, kumys itd. – oto przykłady mlecznych napojów fermentowanych oferowanych polskiemu konsumentowi przez zakłady mleczarskie. Są one produkowane głównie na bazie mleka krowiego, chociaż coraz częściej pojawiają się również wersje z mleka koziego lub owczego. Produkty te są otrzymywane z surowca poddanego fermentacji przez specyficzne mikroorganizmy, które rozwijając się i fermentując obecne cukry obniżają pH i powodują lub nie koagulację (izoelektryczną precypitację) obecnych białek. Mikroflora stosowana w produkcji musi pozostać żywa, aktywna i liczna w produkcie końcowym aż do ostatniego dnia jego przydatności do spożycia. Głównym kryterium klasyfikowania mlecznych napojów fermentowanych jest skład mikroflory stosowanej w produkcji. To dzięki różnorodności tej mikroflory, jogurty wyraźnie różnią się cechami sensorycznymi i żywieniowymi od kefirów, zsiadłego mleka, maślanki lub kumysu. Ale nie jest to jedyna metoda klasyfikacji mlecznych napojów fermentowanych. Kryterium różnicowania tych produktów może być ich tekstura, czyli cechy strukturalne i reologiczne, takie jak lepkość, zwięzłość, gęstość, twardość i konsystencja.

Mleczne napoje fermentowane są produkowane w wielu wersjach różniących się od siebie konsystencją. Wytwarzane są na przykład jogurty pitne, o konsystencji stałej lub mieszane. Na świecie oferowane są mleka fermentowane nie tylko w postaci napojów, ale również koncentratu, żelu, pasty, lodów czy liofilizatu. Pisząc o teksturze mlecznych napojów fermentowanych zwykle ma się na myśli produkty, w których nastąpiła koagulacja obecnych białek mleka. To, jaka jest konsystencja i struktura skoagulowanych białek mlecznych napojów fermentowanych jest efektem wielu czynników, głównie związanych ze sztuką i technologią produkcji mleka fermentowanego, ale również zastosowaniem różnych dodatków kształtujących teksturę produktu.

Technologia

Pisząc najprościej, technologia mlecznych napojów fermentowanych może odbywać się na dwa sposoby: metodą tankową lub metodą termostatową. W każdym ze sposobów fermentacji poddaje się mleko bez dodatków smakowych, otrzymując tzw. białą masę. W metodzie tankowej wyróżnia się następujące etapy: przygotowanie mleka (normalizacja zawartości tłuszczu i suchej masy beztłuszczowej), homogenizacja i pasteryzacja, schłodzenie do temperatury inkubacji, dodanie mikroflory technicznej, fermentacja w tanku (stąd nazwa metody – „tankowa”), wstępne schłodzenie (zwykle do 20-25oC) i ewentualne delikatne wymieszanie produktu w przepływie z dodatkami smakowymi (ewentualnie dodatki są dozowane na dno opakowania lub powierzchnię białej masy mleka fermentowanego), rozlew do opakowań jednostkowych i hermetyczne zamknięcie opakowań, dalsze schłodzenie (do 4oC), magazynowanie i dystrybucja. W przypadku metody termostatowej, mleko jest poddawane fermentacji nie w tanku, ale w opakowaniach jednostkowych, dlatego wymienione powyżej etapy produkcji są w zmienionej kolejności: przygotowanie mleka (normalizacja zawartości tłuszczu i suchej masy beztłuszczowej), homogenizacja i pasteryzacja, schłodzenie do temperatury inkubacji, dodanie mikroflory technicznej, rozlew do opakowań jednostkowych i hermetyczne zamknięcie opakowań, fermentacja w opakowaniach umieszczonych w komorach, schłodzenie (do 4oC), magazynowanie i dystrybucja. Dobór metody produkcji ma istotne znaczenie dla tekstury finalnego produktu. Zwrócić uwagę należy na fakt, że w metodzie termostatowej, po otrzymaniu napoju fermentowanego nie ma już możliwości ingerencji w zawartość opakowania. Dlatego tę metodę stosuje się zwykle w produkcji mlecznych napojów fermentowanych naturalnych, tj. bez dodatków smakowych lub aromatyzujących. Metoda tankowa daje natomiast pełną elastyczność wobec smaku i konsystencji produktu końcowego, bowiem przy przepompowywaniu sfermentowanego mleka z tanku do opakowań możliwa jest zarówno dokładna homogenizacja produktu (skutkująca upłynnieniem), jak i delikatne postępowanie z otrzymanym skrzepem, a w obydwu przypadkach istnieje techniczna możliwość zadozowania dodatku smakowego. Co ważniejsze, w metodzie tankowej prawie wszelkie błędy technologiczne poczynione w cyklu produkcyjnym od samego początku aż do chwili uzyskania finalnego produktu smakowego mogą być naprawione poprzez zastosowanie dodatków stabilizujących lub zagęszczających.

Przygotowanie mleka

Polega ono na regulacji zawartości tłuszczu oraz normalizacji zawartości tak zwanej suchej masy beztłuszczowej. Sucha masa beztłuszczowa są to składniki mleka jak i dodatki niemleczne, które determinują teksturę produktu końcowego. Im więcej tych składników, tym gęstszy będzie finalny produkt, a jego tekstura będzie zmierzać w kierunku konsystencji stałej. Ze względu na możliwość podwyższania zawartości suchej masy beztłuszczowej składnikami niemlecznymi, prawo żywnościowe definiuje minimalny udział białek mleka, poniżej którego nie wolno schodzić. Zarówno w przypadku różnych mlek fermentowanych, jogurtów, jogurtów o zmienionej mikroflorze, mlek acidofilnych, kefirów, kumysów, itp. minimalna zawartość białek mleka wynosi 2,7% (dla porównania, mleko krowie zawiera zwykle 3,0-3,4%). Nie ma natomiast limitu maksymalnego. W przypadku skoncentrowanego mleka fermentowanego, zawartość białka jest podwyższona przed lub po fermentacji, do minimum 5,6%. Takimi skoncentrowanymi mlekami fermentowanymi są bardzo często produkty tradycyjne takie jak Stragisto (zwięzły jogurt), Labneh, Ymer i Ylette.

Ciekawym przypadkiem mlecznego napoju fermentowanego jest jogurt. W jego produkcji przyjęło się podwyższać zawartość białek mleka, co może być realizowane na wiele sposobów: zagęszczeniem mleka na wyparce lub z wykorzystaniem technik membranowych albo dodatkiem preparatów białek mleka takich jak proszki mleczne, koncentraty i izolaty wszystkich białek mlecznych lub tylko serwatkowych, kazeiniany, białczany, koprecypitaty (por. Forum Mleczarskie Biznes 1/2015). Najczęściej stosowany jest dodatek odtłuszczonego proszku mlecznego (na poziomie 1-6%), samego lub z mieszance z koncentratami białek serwatkowych (WPC), wszystkie te dodatki mleczne są źródłem białek mlecznych, dlatego bardzo często na etykiecie finalnego produktu widnieje deklaracja ich obecności w formie zwrotu „białka mleka” (por. Forum Mleczarskie Biznes, 1/2014 i Forum Mleczarskie Biznes, 3/2014). Składniki mleka nie mają statusu dodatków do żywności, dlatego mogą być stosowane zarówno do mlek fermentowanych naturalnych, jak i smakowych czy aromatyzowanych.

Mleko zawiera dwie frakcje białek: białka kazeinowe i białka serwatkowe, stanowiące odpowiednio ok. 80% i 20% białkowych związków azotowych. Zdolność do wiązania wody zależy od takich czynników jak skład aminokwasowy białka, stężenie białka, odczyn środowiska (pH), temperatura, siła jonowa, liczba dostępnych miejsc hydrofilowych w cząsteczce białka, obecność innych substancji w układzie. Tworzenie skrzepu i żelowanie białek mleka jest procesem polegającym na powstawaniu trójwymiarowej struktury przestrzennej zamykającej fazę ciągłą układu (np. wodę), co jest efektem rozfałdowania cząsteczek białek i ich agregacji. W rezultacie obserwuje się przejście roztworu białek ze stanu płynnego (zolu, czyli roztworu koloidalnego) w stan półstały (żel). Zwiększenie suchej masy mleka poprzez dodatek białek mleka przynosi również inne korzyści: zwiększa lepkość mleka fermentowanego oraz zwiększa jego buforowość. Warto zwrócić uwagę, że zwiększenie buforowości skraca czas fermentacji, gdyż bakterie fermentujące laktozę mogą wytwarzać więcej kwasów organicznych.

Ciekawą i popularną odmianą jogurtu jest jogurt typu greckiego (określany także mianem „jogurtu greckiego”). Jest to mleko fermentowane charakteryzujące się bardzo dużą gęstością, kremową konsystencją, intensywnym smakiem i lekką kwaskowatością. Początkowo, jogurty typu greckiego były wytwarzane w Polsce jedynie w wersji naturalnej, zaś obecnie można znaleźć w sklepach całkiem dużą ofertę także wersji smakowych. Jogurt grecki jest produkowany przez zafermentowanie mleka takimi samymi bakteriami, które są stosowane do produkcji jogurtu klasycznego, czyli Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Streptococcus thermophilus. Różnica między jogurtem klasycznym a typu greckiego polega właśnie na teksturze. Ze względu na konsystencję, jest wytwarzany metodą termostatową. Jogurt typu greckiego ma więcej białka niż jogurt klasyczny, ale w celu zwiększenia zawartości białek stosuje się te same rozwiązania technologiczne, jak w przypadku klasycznego jogurtu. Ta zwarta tekstura jogurtu typu greckiego znajduje swoje odzwierciedlenie w zastosowaniu tego produktu m.in. do sosów, deserów i koktajli, w których się nie rozwarstwia, nie staje się płynny i długo utrzymuje stałą konsystencję.