Dodatki do żywności: Dodatki do śmietan i produktów śmietanopodobnych

dr hab. Małgorzata Ziarno, prof. SGGW, SGGW w Warszawie dr. inż. Dorota Zaręba, ZSSG w Warszawie
Forum Mleczarskie Biznes 2/2017 (28)

Kodeks żywnościowy (Codex Standard for Cream and Prepared Creams, Codex Stan 288-1976 z 2010 r.) definiuje śmietanę jako produkt mleczny otrzymany w wyniku fermentacji śmietanki, śmietanki regenerowanej lub rekombinowanej, odpowiednimi mikroorganizmami, co powoduje obniżenie pH z lub bez efektu koagulacji. W przypadku, gdy zawartość specyficznych mikroorganizmów jest wskazywana na opakowaniu lub w inny sposób np. oświadczeniem, mikroflora techniczna musi być obecna, żywa, aktywna i liczna w produkcie przez cały czas deklarowanej minimalnej trwałości. Jeśli produkt jest poddawany obróbce cieplnej po fermentacji, wymóg obecności żywych mikroorganizmów nie ma zastosowania. Kodeks żywnościowy dopuszcza do stosowania do śmietan również dodatek podpuszczki lub innych enzymów koagulujących, poprawiających strukturę produktu; bez konieczności przeprowadzenia koagulacji enzymatycznej.

Wytwarzanych jest kilka asortymentów śmietany różniących się stosowanymi czynnościami technologicznymi (np. warunkami homogenizacji lub fermentacji), zawartością tłuszczu albo kulinarnym przeznaczeniem. Obecnie zrezygnowano z normatywnego klasyfikowania śmietany na podstawie zawartości tłuszczu, pozostawiając producentom dużą swobodę w tym zakresie. Muszą być jednak spełnione dwa warunki: zawartość tłuszczu w śmietanie nie może być mniejsza niż 10% i nie może być inna niż ta zadeklarowana na opakowaniu. Technologia śmietany jest procesem niewiele różniącym się od procesu technologicznego mlecznych napojów fermentowanych i dlatego śmietana często jest zaliczana do tej grupy przetworów mleczarskich. Mówiąc najprościej, śmietankę, otrzymaną w wyniku wirowania mleka, poddaje się normalizacji zawartości tłuszczu, gdyż na potrzeby krajowego rynku produkuje się śmietany o zawartości tłuszczu od 10% nawet do ponad 40%. Śmietanka jest frakcją mleka bogatą nie tylko w tłuszcz, ale zawierającą także białka (kazeinę i białka serwatkowe), laktozę, składniki mineralne (wapń, fosfor, potas, sód, chlor, magnez) oraz witaminy. Następnie śmietanka jest poddawana obróbce cieplnej (najczęściej pasteryzacji) oraz homogenizacji. Zwykle stosuje się parametry pasteryzacji (z zakresu temp. 85-95°C przez 15 sekund do 30 minut), niekiedy nawet sterylizacji (z zakresu temp. 120-130°C przez kilka sekund). Celem tego procesu jest zniszczenie drobnoustrojów, a także inaktywacja enzymów bakteryjnych powodujących rozkład tłuszczów i białek. Homogenizacja śmietanki, stosowana przed lub po obróbce cieplnej, skutkuje poprawieniem struktury produktu. Odpowiednią wartość ciśnienia ustala się zgodnie z zawartością tłuszczu w produkcie (im mniejsza zawartość tłuszczu w śmietance, tym większe ciśnienie homogenizacji). Homogenizowane kuleczki tłuszczowe bezpośrednio biorą udział w tworzeniu skrzepu w czasie procesu fermentacji, ostatecznie stanowiąc integralną część struktury produktu. Po pasteryzacji i homogenizacji śmietanka jest odgazowywana (proces dezodoryzacji), aby usunąć lotne substancje o nieprzyjemnym zapachu pochodzenia paszowego, produktów działalności szkodliwej mikroflory i enzymów. Następnie śmietankę poddaje się procesowi fermentacji. Zwykle, aby uzyskać efekt obniżenia pH w śmietance, stosuje się startery mezofilnych bakterii mlekowych, złożone z bakterii kwaszących i aromatyzujących takich jak: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lc. lactis subsp. cremoris, Lc. lactis subsp. lactis biovar. diacetilactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris. W produkcji śmietany można także stosować dodatek termofilnych bakterii mlekowych, jogurtowych z gatunków Streptococcus thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. A ze względu na walory zdrowotne i terapeutyczne, do tradycyjnych kultur mleczarskich można również wprowadzić szczepy bakterii z gatunku Lb. acidophilus lub rodzaju Bifidobacterium, określanych jako mikroflora dodatkowa (produkt otrzymany z udziałem kultur dodatkowych jest niekiedy określany jako nietradycyjny lub nowej generacji). Mogą one również stanowić wyłączną mikroflorę odpowiedzialną za proces fermentacji. Zastosowanie takich dodatkowych kultur termofilnych, osobno lub łącznie z mezofilnymi starterami umożliwia skrócenie trwania procesu fermentacji śmietanki. Fermentacja śmietanki, po dodaniu startera, może odbywać się po rozlaniu do opakowań jednostkowych (metoda termostatowa) lub w tankach (metoda zbiornikowa). Fermentację prowadzi się w temperaturze 20-24°C przez 14-24 godz. Natomiast fermentacja śmietany jogurtowej odbywa się w temperaturze 45°C przez około 4 godziny. W czasie fermentacji śmietanki zachodzą biochemiczne przemiany podstawowych składników mleka, m.in. białek, węglowodanów, tłuszczów i witamin. Białka ulegają zmianom biochemicznym, które są uwarunkowane rodzajem zastosowanej mikroflory. Zmiany dotyczą głównie składu koloidalnego – tworzy się luźny skrzep, który jest znacznie łatwiej trawiony przez dzieci i dorosłych, w porównaniu z białkami niepoddanymi procesom fermentacyjnym. Laktoza podczas fermentacji ulega rozkładowi do glukozy i galaktozy (a w zależności od rodzaju zastosowanej mikroflory oraz niektórych rozwiązań technologicznych, zawartość laktozy może zmniejszyć się o 30-50%). Tłuszcz mlekowy ulega zmianom w niewielkim stopniu, ze względu na ograniczoną aktywność enzymów lipolitycznych, wydzielanych przez bakterie fermentacji mlekowej. Ogólnie można stwierdzić, że częściowo zachodzące procesy lipolizy nieznacznie poprawiają strawność tłuszczu mlekowego, ale produkty ich przemian istotnie wpływają na cechy smakowo-zapachowe wyrobów gotowych. Podczas fermentacji niektóre witaminy, np. tiamina (B1), ryboflawina (B2), pirydoksyna (B6), biotyna (H), kwas pantotenowy (PP) i kobalamina (B12) są zużywane lub syntetyzowane przez bakterie fermentacji mlekowej, a tempo i kierunek tych zmian zależy od rodzaju bakterii mlekowych i warunków fermentacji. Po osiągnięciu wymaganego pH proces fermentacji zostaje przerwany, poprzez natychmiastowe obniżenie temperatury poniżej 10°C. Z praktycznego punktu widzenia korzystniejsze jest wykorzystanie metody termostatowej. Fermentacja zbiornikowa niesie za sobą większe ryzyko reinfekcji związane z późniejszym pakowaniem produktu w opakowania jednostkowe. Ponadto lepkość produktu po fermentacji obniża się w czasie obróbki mechanicznej do czasu pakowania, stąd wynika konieczność dodatku stabilizatorów. W tym przypadku dopuszczalny jest dodatek suchej substancji bądź stabilizatorów mających na celu zmniejszenie synerezy oraz poprawę tekstury produktu finalnego. Jednakże im produkt bardziej bogaty w tłuszcz, tym mniejsza potrzeba stosowania tego typu dodatków.

Śmietana powinna mieć konsystencję jednolitą i jednorodną, gęstą, bez wydzielającej się serwatki, smak i zapach zaś czysty, lekko orzechowy, kwaskowaty. W odpowiednich warunkach przechowywania (zwykle zalecana jest temperatura poniżej 10°C) cechy te powinny wykazywać stabilność. Śmietana ma liczne zastosowania: jako dodatek do wielu potraw (zupy, sosy, surówki, sałatki), dań mącznych (naleśniki, pierogi, makarony), deserów mrożonych i niemrożonych, kremów, a także koktajli. Taki kierunek kulinarnego wykorzystania śmietany sprawia, że producenci modyfikując jej skład, chcą ułatwić konsumentowi otrzymanie finalnej potrawy o oczekiwanych cechach sensorycznych: kremistej konsystencji, homogennej strukturze, odpowiednim smaku i zapachu.

Zależnie od tego jak następuje modyfikacja składu śmietany, produkt końcowy klasyfikowany jest do wyrobów mlecznych lub śmietanopodobnych. Dla przypomnienia, nazwy przetworów mlecznych, takie jak „śmietana” mogą być stosowane wyłącznie w odniesieniu do produktów pochodzących z mleka, bowiem nazewnictwo nie może wprowadzać konsumentów w błąd. Jeśli zmiana składu śmietanki następuje na skutek wprowadzenia technologicznych dodatków do żywności, dopuszczonych prawem do użycia, to końcowy produkt nadal ma prawo nazywać się „śmietaną” (por. Forum Mleczarskie Biznes 2/2015). Jednak, jeśli zmianie ulega faza tłuszczowa, i zamiast tłuszczu mlecznego wprowadza się tłuszcz roślinny, zaś proces produkcji wyrobu niewiele różni się od procesu produkcji oryginału, to końcowy produkt jest klasyfikowany jako substytut śmietany (wyrób śmietanopodobny). Oferowane na rynku wyroby śmietanopodobne są zwykle etykietowane jako „ukwaszona emulsja tłuszczowa”, a ich receptura opiera się na odtłuszczonym mleku lub maślance, ewentualnie mleku w proszku i niewielkiej ilości śmietanki, do których wmieszano utwardzone tłuszcze roślinne, stabilizatory, emulgatory, substancje zagęszczające i barwnik. Otrzymana mieszanka jest poddawana procesowi fermentacji z dodatkiem tych samych kultur bakterii fermentacji mlekowej, co w przypadku produkcji śmietany. Jeśli znacznej zmianie składu produktu (zamianie mogą podlegać jednocześnie białka mleczne, jak i tłuszcz mleczny) towarzyszy również modyfikacja procesu produkcji, to finalny produkt jest analogiem śmietany. Analogi śmietany są dostępne na krajowym rynku, jednak ich oferta ogranicza się do wyrobów w proszku, dedykowanych do otrzymania bitej śmietany. Takie preparaty w proszku zawierają zwykle białka mleka, utwardzony tłuszcz roślinny, cukier lub syrop glukozowy, emulgatory, substancje zagęszczające oraz aromaty śmietany. Już ten skład sugeruje, że te produkty niewiele mają wspólnego ze śmietaną. Ich kulinarne zastosowanie jest, jak widać, również znacznie odległe od wykorzystania klasycznej śmietany czy jej substytutów.

To rozgraniczenie między śmietaną, jej substytutami i analogami ma swoje konsekwencje w zapisach unijnego prawodawstwa żywnościowego regulującego możliwość stosowania technologicznych dodatków do żywności. W załączniku I do Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 w sprawie dodatków do żywności określono kategorię 01, którą stanowią produkty mleczne i ich analogi. W grupie tej wyróżniono dwie następujące kategorie związane z tematem tego artykułu:

  • 01.6.2. Fermentowane produkty śmietanowe i ich substytuty zawierające żywe kultury bakterii, bez dodatków smakowych i środków aromatyzujących, o zawartości tłuszczu poniżej 20% – do tej kategorii zalicza się zarówno klasyczne śmietany, jak i śmietany jogurtowe czy wyroby śmietanopodobne,
  • 01.8. Analogi produktów mleczarskich, włączając zabielacze do napojów – do tej kategorii zalicza się analogi śmietany.

Do kategorii 01.6.2. prawo żywnościowe Unii Europejskiej dopuszcza zastosowanie bardzo wielu substancji zagęszczających i stabilizujących. W załączniku II do Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 w sprawie dodatków do żywności wyróżniono przede wszystkim: agar, karagen, mączka chleba świętojańskiego, guma guar, guma ksantanowa, pektyny, celuloza, karboksymetyloceluloza (CMC), mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych, skrobia utleniona, fosforan monoskrobiowy, fosforan diskrobiowy, fosforowany fosforan diskrobiowy, acetylowany fosforan diskrobiowy, skrobia acetylowana, acetylowany adypinian diskrobiowy, hydroksypropyloskrobia, hydroksypropylofosforan diskrobiowy, sól sodowa oktenylobursztynianu skrobiowego, acetylowana skrobia utleniona – wszystkie na poziomie quantum satis. Jak wynika z podanej kategoryzacji, zarówno w śmietanie, jak i jej substytutach, można spodziewać się obecności takich samych dodatków zagęszczających i stabilizujących. W przypadku stosowania niektórych z tych substancji (np. gumy guar, celulozy) w społeczeństwie istnieje przekonanie, że nadmierne spożycie może być przyczyną wzdęć lub podobnych dolegliwości jelitowych (bóle brzucha, biegunki). Nie jest to oczywiście oznaką toksyczności tych dodatków, lecz świadczy o tym, że dodatki te, jako polisacharydy nietrawione przesz ludzki organizm, ulegają fermentacji przez bakteryjną florę jelit, i spożywane w nadmiarze mogą oddziaływać na układ pokarmowy podobnie jak zwykły błonnik pokarmowy przyspieszając przesuwanie treści pokarmowej.

Stosowanie wyżej wymienionych substancji dodatkowych pociąga za sobą dwie konsekwencje. Po pierwsze, aby za ich dodatkiem uzyskać efekt stabilizujący lub zagęszczający, śmietana lub jej substytut muszą być poddane dodatkowemu procesowi termicznemu po fermentacji (zabiegiem tym jest termizacja). W przypadku śmietany termizacja jest procesem prowadzonym po zakończeniu fermentacji i polegającym na przetrzymaniu śmietany w temperaturze 55-65°C od 20 sek. do 10 min. Początkowo proces termizacji stosowano w celu zniszczenia niepożądanej mikroflory w śmietanie, przy minimalnych stratach składników odżywczych. Zewnątrzkomórkowe proteinazy i lipazy produkowane przez bakterie z rodzaju Pseudomonas, typową mikroflorę zanieczyszczającą, w czasie chłodniczego przechowywania finalnego produktu mogły przyczyniać się do powstawania gorzkawego posmaku. Za psucie się fermentowanych produktów mleczarskich odpowiadają przede wszystkim drożdże i pleśnie. Termizacja likwidowała również tę mikroflorę. Obecnie termizacja wykorzystywana jest do aktywizacji stabilizujących lub zagęszczających właściwości wielu technologicznych dodatków do żywności, mimo że nadal spełnia swoje pierwotne założenie, czyli przedłużenie trwałości fermentowanych produktów mleczarskich.

Po drugie, wprowadzenie tych dodatków do składu śmietany lub jej substytutu wymusza konieczność ujawnienia ich na etykiecie produktu. Z tego ostatniego powodu, wielu producentów decyduje się na produkcję śmietany bez stosowania jakichkolwiek dodatków stabilizujących i/lub zagęszczających (por. Forum Mleczarskie Biznes 1/2014, 4/2016, 1/2017). Wykrycie obecności niektórych z takich dodatków w produkcie końcowym nie jest skomplikowane. Przykładowo, w celu wykrycia zafałszowania śmietany niedeklarowanym dodatkiem skrobi, wystarczy małe naczynko (np. spodek lub talerzyk) i płyn Lugola (lub jodyna). Test, zwany próbą jodową, polega na wymieszaniu kilku kropli tego płynu z niewielką ilością śmietany (1-2 cm3) i obserwowaniu zmiany zabarwienia mieszanki. Jod obecny w płynie Lugola tworzy barwne kompleksy ze skrobią, powodując zmianę barwy śmietany w odcieniach od granatowoczarnej do granatowo-czerwonej.

Oczywiście, użycie innych dodatków do żywności, nieuwzględnionych w załączniku II do wyżej podanego Rozporządzenia, nie jest dopuszczone, nawet na zasadzie przenoszenia, jeśli śmietana produkowana jest bez dodatków smakowych i środków aromatyzujących oraz nie została poddana obróbce cieplnej po fermentacji.

Rosnące świadomość oraz oczekiwania konsumentów co do składu i trwałości spożywanych wyrobów żywnościowych wymuszają ciągłą dbałość producentów o jakość i technologię przetworów mleczarskich, w tym śmietany. Wydłużona trwałość produktów o wysokiej jakości, otrzymywanych przy niewielkim stopniu ich przetworzenia i użyciu technologicznych dodatków do żywności charakteryzujących się nadanym numerem „E”, buduje zaufanie konsumenta do producenta oraz jego marki.