Dodatki do żywności: Błonnik jako potencjalny składnik produktów mleczarskich

Błonnik witalny

Ostatnimi czasu furorę robi także tzw. błonnik witalny, czyli mieszanka preparatów z nasion i łupin nasiennych babki płesznik (Plantago psyllium L.) i babki jajowatej (Plantago ovato Phil.), roślin z rodziny babkowatych. Rośliny z rodziny babkowatych są znane i cenione w medycynie, szczególnie w zielarstwie. Ich nasiona figurują w licznych farmakopeach. Przykładowo, w Polsce roślinami leczniczymi są babka lancetowata (Plantago lanceolata) i babka zwyczajna (Plantago maior). Oczywiście pozostałe gatunki roślin z rodziny babkowatych także mają własności lecznicze. Nasiona tych roślin są bogate w śluzy (głównie arabinoksylanowe), a więc hydrokoloidy, wodochłonne frakcje błonnika rozpuszczalnego w wodzie. Nasiona babki płesznik zawierają ok. 10-12% substancji śluzowych, natomiast nasiona babki jajowatej aż 20-25%.

Hydrokoloidy

Śluzy arabinoksylanowe są przykładem hydrokoloidów polisacharydowych, od wielu lat znajdujących zastosowanie w produkcji żywności, szczególnie o obniżonej kaloryczności, w której pełnią również rolę błonnika pokarmowego. Hydrokoloidy polisacharydowe są stosowane m.in. do zagęszczania i stabilizacji jogurtów, lodów i innych deserów mlecznych. Takim hydrokoloidem polisacharydowym, dobrze znanym, ale rzadko kojarzonym z naturalnym źródłem pochodzenia, jest guma guar. Jest to roślinna substancja polisacharydowa, zaliczana do frakcji błonnika rozpuszczalnego w wodzie. Pozyskiwana jest z jednorocznej rośliny z rodziny bobowatych (o nazwie Cyamopsis tetragonoloba), zwyczajowo nazywanej guarem. Ta roślina jest uprawiana głównie w Indiach i Pakistanie, ale także w USA i niektórych rejonach Afryki i Australii. Wykazuje właściwości wiązania wody, podwyższania lepkości i stabilizowania. Zaledwie 1% roztwór gumy guar ma lepkość rzędu 3500-5500 mPas (zmierzoną wiskozymetrem rotacyjnym przy 20 obr./min w 20°C). W efekcie, guma guar jest stosowana jako zagęstnik, emulgator lub stabilizator. Zaletą tej substancji jest również to, że rozpuszcza się zarówno w zimnej, jak i ciepłej wodzie, tworząc mętny, koloidalny roztwór. Zol gumy guar jest stabilny, niezależnie od kwasowości roztworu (w zakresie wartości pH od 3 do 11). Osobno guma guar nie tworzy żelu, ma natomiast właściwości wzmacniania żeli polisacharydów żelujących takich jak agar i kappa-karagen. Z zastosowaniem gumy guar można spotkać się w przypadku takich produktów mleczarskich jak jogurty smakowe, sery topione i lody. Generalnie, gumy roślinne znajdują coraz większe zainteresowanie u producentów żywności. Ma to związek nie tylko z ich właściwościami technologicznym, ale przede wszystkim z naturalnym pochodzeniem. Gumy roślinne stosowane są w przemyśle spożywczym jako substancje żelujące, zagęszczające i wiążące wodę. Jednak zastosowanie gum roślinnych jest ograniczone ich charakterystycznym smakiem i zapachem, a także silnymi zdolnościami do wiązania składników mineralnych w przewodzie pokarmowym (co żywieniowo nie jest korzystne). Dlatego naturalne preparaty gum roślinnych są często poddawane różnym procesom, mającym na celu uzyskanie preparatów o korzystniejszych właściwościach.

Hydrokoloidami roślinnymi są także fruktany: inulina i fruktooligosacharydy krótkołańcuchowe (FOS). W ich przypadku znaczenie technologiczne jest tylko uzupełnieniem właściwości żywieniowych, co od lat jest wykorzystywane przez przemysł mleczarski. Należy przypomnieć, że kaloryczność inuliny zawiera się w przedziale 1,0-1,5 kcal/g. Zarówno inulina, jak i FOS mają status prebiotyków (i żywności funkcjonalnej, co jest oczekiwane przez konsumentów), a jednocześnie są frakcją błonnika pokarmowego rozpuszczalną w wodzie. Z technologicznego punktu widzenia największą właściwością inuliny jest zdolność do tworzenia żeli przy dużych stężeniach. Powstała sieć żelowa jest układem stabilnym fizycznie i wykazującym właściwości tiksotropowe (zmieniające lepkość na skutek mieszania) i lepkoplastyczne (czyli takie, które poniżej pewnej granicy naprężeń zachowuje się jak ciało stałe, a powyżej – jak płyn lepki). Handlowe preparaty inuliny są oferowane jako substytut tłuszczu lub cukru, nadają produktom kremową i gładką strukturę, zagęszczając i żelując nadają odpowiednią teksturę, zmniejszają tendencję skrzepu do synerezy, a także nadają łagodny smak. Inulina może być stosowana w lodach, jogurtach owocowych, deserach mlecznych, serkach twarogowych. Zastosowanie inuliny w produkcji lodów skutkuje zwiększeniem lepkości mieszanki lodziarskiej, a także stopnia napowietrzenia i odporności na topnienie lodów. Dzięki inulinie i FOS można otrzymać gładką i jednolitą konsystencję lodów, z jednoczesnym ograniczeniem ryzyka powstania tekstury piaszczystej podczas przechowywania lodów. Wprowadzenie inuliny pozwala na ograniczenie zawartości tłuszczu w lodach nawet o 99%. Można jeszcze nadmienić, że inulina i FOS maskują nieprzyjemny smak substancji słodzących. Należy przy tym pamiętać, że przydatność inuliny jako zamiennika tłuszczu jest ograniczona kwasowością produktów, bowiem przy pH poniżej 4,5 z czasem zachodzi jej hydroliza do fruktozy. Czas trwania hydrolizy zależy od temperaturowych warunków przechowywania produktu. Badania krajowe dowodzą, że straty inuliny wywołane hydrolizą wynoszą: do 1% podczas pasteryzacji, do 2% podczas procesu fermentacji, do 5% podczas chłodniczego przechowywania jogurtu przez 28 dni. Zastosowanie w przemyśle znajduje również oligofruktoza otrzymana w procesie częściowej hydrolizy inuliny. Warto podkreślić, że oligofruktoza nadaje produktom lekko słodki smak, jak każdy hydrokoloid wykazuje się zdolnością do wiązania wody, a w połączeniu ze słodzikami wpływa na korzystne modyfikowanie konsystencji i smaku produktów spożywczych, szczególnie niskotłuszczowych serków homogenizowanych i deserów mlecznych. Użycie inuliny lub FOS, już przy 1% dodatku, w produkcji jogurtów niskotłuszczowych pozwala na uzyskanie produktu mającego wrażenia sensoryczne produktu pełnotłustego. Handlowe preparaty inuliny są umiarkowanie rozpuszczalne w wodzie, ale na poziomie wystarczającym do ich aplikacji do produktów mleczarskich. Charakteryzują się neutralnym smakiem, bez obcych posmaków i zapachów. Zaskakujące jest natomiast to, że dane analiz rynkowych sugerują, że inulina czy FOS są często używane jako dodatki do produktów spożywczych, to jednak w ich przypadku rzadkością jest wykorzystanie ich użycia w produkcie do formułowania oświadczenia żywieniowego dla tego produktu.

Do kategorii błonnika rozpuszczalnego w wodzie zalicza się bardzo wiele oligosacharydów. Wydaje się, że inulina i FOS są spośród nich najlepiej rozpoznawane zarówno przez producentów żywności, jak i konsumentów. Jednak analizy rynków dowodzą, że te dwa wymienione oligosacharydy nie stanowią największej puli światowej produkcji błonników rozpuszczalnych. Innymi oligosacharydami oferowanymi branży spożywczej i będącymi zarazem błonnikiem i substancją hydrokoloidową (ze wszystkimi konsekwencjami technologicznymi) są przykładowo: oligofruktoza, galaktooligosacharydy (GOS), skrobie naturalnie oporne, izomalto-oligosacharydy, oligosacharydy sojowe, mannany, mannano-oligosacharydy (MOS), izomalt, polidekstrozy (PDX), arabinogalaktany, gluko-oligosacharydy, oligosacharydy pektynowe oraz gentio-oligosacharydy. Preparaty GOS stosowane są w produkcji odżywek dla dzieci, jogurtów, deserów, mleka lub maślanki w proszku. Preparaty GOS znajdują zastosowanie jako zamienniki sacharozy oraz w żywności dla diabetyków i osób starszych. Z tego powodu produkty zawierające GOS zalicza się do żywności funkcjonalnej. GOS są prebiotykami najpowszechniej wytwarzanymi na świecie.

Pektyny

Do frakcji błonnika rozpuszczalnego w wodzie należą pektyny. Są naturalnym składnikiem ścian komórkowych roślin. Są polisacharydami (poligalakturonianami) o złożonej i niejednorodnej strukturze, która zależy od gatunku rośliny, typu i wieku tkanki, a nawet komórki. Taka bioróżnorodność budowy nie jest spotykana wśród innych sacharydów roślinnych. Wspólnym mianownikiem w budowie wszystkich pektyn są cząsteczki kwasu α-D-galakturonowego połączone wiązaniami glikozydowymi pomiędzy atomami węgla w pozycji C-1 i C-4. Zawartość pektyn w ścianie komórek roślin wyższych dwuliściennych i jednoliściennych może wynosić nawet 30-40% suchej masy. Struktura pektyn warunkuje ich właściwości biologiczne, fizyczne i chemiczne (w tym podatność na modyfikacje np. typu metylacja i acetylacja reszt kwasu galakturonowego). Wydaje się, że każda osoba kojarzy pektyny z efektem żelującym. Dzięki tej właściwości pektyny są stosowane w produkcji dżemów i galaretek. Ta zdolność, służąca do zatrzymywania wody w produkcie, może być również wykorzystywana w produkcji mleczarskiej do stabilizowania lub zagęszczania (zwiększanie lepkości) układów wodnych, poprawy tekstury, nadania odpowiedniej konsystencji. Zdolność pektyn do wiązania wody ułatwia stabilizowanie emulsji, tworzenie i stabilizowanie żeli, a więc hamuje proces synerezy m.in. w mlecznych napojach fermentowanych. W lodach pektyny mogą służyć jako substytut tłuszczu. Dla konsumenta, niepodważalną zaletą niektórych preparatów pektyn jest skojarzenie z naturalnością (jako składnika owoców i warzyw). Dzięki takiemu pozytywnemu odbiorowi pektyn, nabierają one coraz większego znaczenia dla przemysłu spożywczego. Obserwuje się także postęp naukowy i technologiczny w możliwościach modyfikacji pektyn i zastosowaniach ich preparatów.

Dane piśmiennictwa wskazują, że obecny trend „czystej etykiety” i poszukiwania naturalności w żywności będzie się utrzymywał w branży spożywczej. Oznacza to dużą szansę dla produkcji mleczarskich wyrobów wzbogacanych w preparaty błonnikowe. Szczególną szansę sukcesu upatruje się tu dla preparatów niemających statutu dodatków do żywności i nadanego symbolu E. Trzeba mieć na uwadze, że w przypadku preparatów błonnikowych, szczególnie tych produkowanych ze zbóż, konsument może oczekiwać dodatkowych deklaracji, na przykład atestu bezglutenowości. Przy obecnych modach żywieniowych, takie deklaracje mogą okazać się bardzo cenne. Może się wydawać, że błonnik rozpuszczalny w wodzie, który pełni funkcję nie tylko żywieniową, kluczową dla konsumenta, ale i technologiczną, ważną dla producenta żywności, jest idealnym rozwiązaniem na tę okoliczność. Ponadto warto przypomnieć, że niektóre z wymienionych błonników (np.: pektyny, beta-glukan, guma guar, glukomannan, skrobia oporna itp.) znajdują się w wykazie dopuszczonych oświadczeń zdrowotnych (Rozporządzenie Komisji (UE) Nr 432/2012).