Owoce w produktach mleczarskich: Wsady owocowe w produkcji napojów fermentowanych

Napoje fermentowane są najpopularniejszymi produktami spośród przetworów mlecznych oferowanych na rynku. Czynnikami determinującymi ten wybór są wartość odżywcza, trwałość i jakość sensoryczna produktów. W obrębie napojów największym zainteresowaniem cieszą się jogurty, następnie kefiry. A zawężając analizę do samych jogurtów, najczęściej kupowanymi są jogurty smakowe, najczęściej owocowe o różnym stopniu ich rozdrobnienia. Rynkowa analiza smaków wykazuje, że najbardziej popularnymi smakami owocowymi są: truskawkowy i brzoskwiniowy; w dalszej kolejności preferencji smakowej plasują się: wiśniowy, malinowy, jagodowy, bananowy, morelowy, leśny, jabłkowy, gruszkowy, śliwkowy i wieloowocowy. Konsumentom oferowane są również smaki owocowe z dodatkiem zbóż oraz nieowocowe (np. kawa, wanilia, kokos).

Na tej podstawie producenci mlecznych napojów fermentowanych powinni wyciągnąć wniosek zgodny z oczekiwaniem i preferencjami potencjalnych konsumentów. Jednocześnie nie należy zapominać o utrwalającym się trendzie do czystej etykiety i rosnącej świadomości konsumentów pod względem składu i wartości odżywczej produktów spożywczych. Co za tym idzie, nie tylko smak jest istotny, ale także jego źródło, a więc udział owoców w składzie wsadu smakowego.

Surowce

Wsady owocowe (zwane czasami preparatami owocowymi) są otrzymywane bezpośrednio z owoców lub półproduktów uzyskiwanych z różnych rodzajów i gatunków owoców. Spośród owoców najczęściej wykorzystywane są owoce jagodowe (z których najpopularniejszymi są truskawki i maliny, a sporadycznie porzeczki i agrest), owoce pestkowe (takie jak wiśnie, śliwki, brzoskwinie, rzadziej czereśnie), a także owoce ziarnkowe (takie jak gruszki i jabłka). Spośród wymienionych rodzajów najintensywniej wykorzystywanymi gatunkami owoców są truskawka, brzoskwinia i wiśnia. O przydatności gatunku owoców dla przetwórstwa decydują cechy, które najczęściej skupiają się dla określonej odmiany w ramach jednego gatunku. Do cech tych należy zaliczyć: foremny i jednolity kształt owocu, ułatwiający obróbkę wstępną (mycie, czyszczenie, obieranie), obróbkę termiczną (równomierne przenikanie ciepła przez strukturę). Równomierność dojrzewania, wybarwienie bez części włóknistych i zdrewniałych, co wpływa na smakowitość, słodycz, soczystość owoców i przetworów z nich wykonanych, w tym przypadku oczekiwana jest tzw. dojrzałość przemysłowa. Dojrzałość przemysłowa określa stan dojrzałości owoców, w których wykazują one maksymalną liczbę cech przerobowych. Cechy te zależą od gatunku oraz odmiany owoców, a także od kierunku przerobu. Owoce nie mogą wykazywać cech fermentacji lub zepsucia. Nie bez znaczenia na stan owoców, a co za tym idzie, na jakość przetwórczą surowca owocowego, wpływają transport i przechowywanie. Istotnymi procesami w pozbiorczej fizjologii owoców są bowiem respiracja i transpiracja, które mają pośredni wpływ na przejrzewanie, gnicie i pleśnienie transportowanych owoców.

Niektóre gatunki owoców charakteryzują się zwiększeniem tempa ogólnego poziomu aktywności metabolicznej, czyli zwiększeniem intensywności procesów oddychania (respiracji). Owoce te klasyfikowane są jako klimakteryczne. Wraz z intensyfikacją procesu oddychania zwiększa się zawartość etylenu, substancji która wpływa na przyspieszenie respiracji i przyspieszenie dojrzewania, a tym samym jest to proces autokatalityczny (samonapędzający się). Istotne jest, aby w czasie transportu i przechowywania kontrolować ilość wydzielanego etylenu, co pozwala kontrolować procesy respiracji (oddechowe) i tym samym transpiracji, czyli pocenia się owoców. Gromadzona woda sprzyja rozwojowi pleśni, która przyspiesza gnicie surowca, zmniejszając jego potencjał przerobowy i, co najgorsze, wytwarzając aflatoksyny, potencjalne kancerogeny. Z tego względu zalecany jest zbiór owoców na takim stadium dojrzałości, który pozwoli istotnie uprzedzić szczyt klimakteryczny. Ponadto, i przede wszystkim, owoce po zbiorze powinny być schłodzone do temperatury odpowiedniej dla gatunku i odmiany. Dodatkowymi zabiegami praktykowanymi przy przechowywaniu surowców owocowych są: stosowanie modyfikowanej atmosfery z niską zawartością tlenu, użycie preparatów zawierających inhibitory enzymów biorących udział w produkcji etylenu lub użycie płuczek (pochłaniaczy, które mają za zadanie filtrować z powietrza etylen). W celu eliminowania sezonowej dostępności surowca, do większości owoców, przede wszystkich krajowych, stosuje się zamrażanie.

Owoce kierowane do produkcji wsadów mają spełniać dwa podstawowe zadania: nadać smak i kolor przetworom mleczarskim. Jednak ze względu na fakt, że do białej masy mlecznych napojów fermentowanych nie ma możliwości dodania surowych owoców (z racji wymaganej trwałości i konieczności zapewnienia bezpieczeństwa finalnego produktu), wsady przygotowywane są z półproduktów owocowych i/lub warzywnych. Wsady wykorzystywane do produkcji mlecznych napojów fermentowanych powinny nadać im charakterystyczny smak i wygląd, w tym celu powinny charakteryzować się odpowiednim udziałem samych owoców (35-55%) i cukru (ekstraktem). Warto zauważyć, że w przemyśle warzywno-owocowym nie występuje taki rodzaj półproduktu określany terminem „wsady owocowe”. Typowymi owocowymi półproduktami w przemyśle warzywno-owocowym są: pulpy, przeciery, a także moszcze. Z technologicznego punktu widzenia, różnica pomiędzy wymienionymi rodzajami półproduktów z branży warzywno-owocowej wynika ze stopnia rozdrobnienia surowca.

Końcowym etapem tworzenia wsadu owocowego jest użycie dodatków stabilizujących konsystencję, jak i barwę wsadu. Gotowy wsad jest starannie, ale delikatnie mieszany w przepływie z białą masą mlecznych napojów fermentowanych (w przypadku produktów mieszanych), zanim finalny produkt zostanie zamknięty aseptycznie w opakowaniach jednostkowych. Alternatywnie, wsad owocowy może stanowić odrębną warstwę finalnego produktu, wówczas masa wsadu owocowego jest dozowana odrębnym strumieniem na dno opakowania jednostkowego (lub na powierzchnię białej masy) bądź do oddzielnego pojemniczka stanowiącego zespolony element opakowania jednostkowego produktu końcowego.

Technologia

Proces technologiczny przygotowania wsadu owocowego w postaci jednego z opisanych powyżej półproduktów (pulpy, przecieru lub moszczu) obejmuje podstawowe czynności typowe dla rodzaju surowca. Stałymi elementami obróbki wstępnej, zależnie oczywiście od rodzaju owoców, są: przebieranie, usuwanie elementów niejadalnych (odszypułkowanie), mycie, ewentualnie obieranie, drążenie i odpestczanie. W przypadku truskawek usuwanie szypułek odbywa się ręcznie, w przypadku wiśni proces jest zautomatyzowany i wykonywany w odszypułczarkach. Następnie owoce są myte (z wyjątkiem malin i jeżyn, chyba że są widocznie zabrudzone). Ze względu na delikatną strukturę surowca mycie prowadzone jest w płuczkach wodno-powietrznych lub wibracyjnych. W przypadku owoców pestkowych, w celu pozbycia się pestki, owoce trafiają do drylownicy, zaś obieranie owoców ziarnkowych (jabłka, gruszki) jest połączone z krojeniem.

W przypadku wytwarzania pulpy, cząstki owoców bardzo nietrwałych (jak na przykład truskawki i malin) podlegają utwardzaniu. Utwardzanie owoców polega na użyciu jonów wapnia w postaci węglanu, tlenku lub wodorotlenku wapnia. Jony wapnia tworzą ze składnikami miąższu (na przykład z pektyną) związki nierozpuszczalne w wodzie, które skutkują stabilizacją struktury i jej utwardzeniem. Utwardzanie ma szczególne znaczenie w przypadku tych produktów, w których na etapie finalnego produktu podkreśla się obecność całych cząstek owoców. Dla przykładu, w pulpie truskawkowej dopuszcza się do 20% rozbitych owoców, zaś w malinowej do 30%. W celu utrwalenia, pulpa przeznaczana do produkcji mlecznych napojów fermentowanych jest poddawana pasteryzacji (najczęściej dodatkowo z zastosowaniem stabilizatorów strukturotwórczych) i następnie aseptycznie pakowana i ewentualnie mrożona.

W przypadku przecierów, po obróbce wstępnej następuje proces rozparzania, czyli krótkotrwałe zagotowanie owoców z niewielkim dodatkiem wody (do 10%) lub zastosowaniem pary wodnej pod zwiększonym lub nie ciśnieniem. W uzasadnionych przypadkach owoce są rozdrabniane przed rozparzaniem, co zwiększa wydajność późniejszego etapu przecierania. Rozparzanie ma na celu destabilizację struktury tkankowej oraz częściową aktywację pektyn i poprawienie właściwości żelującej przecieru, jak i inaktywację enzymów wewnątrzkomórkowych, mikroflory oraz wydobycie substancji barwnych i aromatycznych. Dla przykładu, rozparzanie wiśni, moreli lub śliwek prowadzi się w temperaturze ok. 90°C, zaś dla niektórych odmian jabłek wystarczy temperatura 75°C. Rozparzona miazga trafia następnie do przecieraczki, w której ma miejsce przetarcie masy przez otwory sita, najczęściej w systemie wieloetapowym dla zwiększenia wydajności i minimalizacji strat. I podobnie jak w przypadku pulpy, tak i przecier kierowany do produkcji mlecznych napojów fermentowanych powinien być utrwalany w procesie pasteryzacji z końcowym aseptycznym pakowaniem lub mrożony, z ewentualnym dodatkiem substancji stabilizujących.

Produkcja moszczu, podobnie jak poprzednio opisanych półproduktów, jest poprzedzona obróbką wstępną. Przed procesem tłoczenia (wyciskania w prasach) tkanka owocowa najczęściej jest poddawana depektynizacji enzymatycznej w celu rozluźnienia struktury tkanki owocu, zwiększenia wydajności tłoczenia, zmniejszenia lepkości uzyskanego soku i ułatwienia jego transportu. W przypadku niektórych owoców (jak na przykład pestkowych i jagodowych) proces depektynizacji jest poprzedzony wysoką obróbką termiczną, w celu intensyfikacji efektu rozluźnienia tkanki miąższu, wydobycia substancji aromatycznych i barwnych oraz odpowietrzenia masy owocowej. Tak przygotowaną miazgę kieruje się na różnego rodzaju prasy, w celu wytłoczenia moszczu. Moszcz (surowy sok) najczęściej jest następnie klarowany, filtrowany i kierowany do cieplnego utrwalenia, poprzedzonego zagęszczaniem.

Substancje dodatkowe

Ze względu na przeznaczenie, wsady stosowane do mlecznych napojów fermentowanych różnią się strukturą (z dużymi kawałkami owoców, homogenne, z ziarnami zbóż, z musem owocowym, suplementowane, z błonnikiem itp.). Ze względu na specyficzny skład matrycy docelowej należy mieć na uwadze ostateczny skład wsadu owocowego. Przy okazji należy zauważyć, że wielu producentów wsadów (Bakoma-Bis, Kandy, Agrana, Marjot, Wild, Zentis Polska) do mlecznych napojów fermentowanych ma indywidualne podejście do zapotrzebowania przetwórców mleka. Oferując doświadczenie i wiedzę przy opracowywaniu nowych, niepowtarzalnych smaków. Wysoka jakość napoju w wersji finalnej to nie tylko dobry smak, zapach, ale także wygląd. W produkcji wsadów owocowych stosuje się także substancje, których celem jest regulacja smaku, w tym cukier, syropy cukrowe, kwasy organiczne (jako regulatory kwasowości), substancje stabilizujące i strukturotwórcze (najczęściej skrobie i pektyny). Zawartość ekstraktu we wsadach owocowych najczęściej mieści się w zakresie 20-60%. Dla produkcji mlecznych napojów fermentowanych istotna jest także kwasowość wsadów, których pH najczęściej wynosi 4, stąd wynika konieczność stosowania regulatorów kwasowości. Udział wsadu w produkcie gotowym stanowi 10-20%, zatem skład wsadów owocowych jest najczęściej wzmacniany przez dodatek naturalnych aromatów, a także preparatów barwiących (najczęściej ekstraktów warzywnych lub owocowych).

Istotną cechą mlecznych napojów fermentowanych jest ich gładka struktura, lepkość oraz brak zdolności do synerezy lub rozwarstwienia. Dobór wsadu, jak i jego składu, ma istotne znaczenie dla podtrzymania lub nawet stabilizacji struktury produktu finalnego. Należy pamiętać, że naturalnym składnikiem owoców jest pektyna, która ze względu na swoje chemiczne właściwości może reagować ze składnikami mleka (na przykład jonami wapnia). Wsady owocowe kierowane do przemysłu mleczarskiego najczęściej są stabilizowane skrobią lub pektyną. Zgodnie z prawem żywnościowym dodatki do żywności z przeniesienia nie muszą być deklarowane na etykiecie, pod warunkiem że w produkcie finalnym nie pełnią funkcji technologicznej. O takiej sytuacji nie można mówić w przypadku wsadów do mlecznych napojów fermentowanych. Zarówno pektyna dodana, jak i naturalnie obecna we wsadach owocowych, może i najczęściej pełni funkcję technologiczną w finalnym produkcie. W przemyśle spożywczym wykorzystywanych jest kilka rodzajów pektyn o odmiennych właściwościach strukturotwórczych i o różnej zależności jonowej. Przede wszystkim wyróżnia się pektyny nisko- i wysokometylowane. Jak same nazwy wskazują, różnice między nimi polegają na liczbie wiązań estrowych z grupą metylową. W przypadku pektyny wysokometylowanej stopień estryfikacji wynosi powyżej 50%, zaś w pektynie niskometylowanej poniżej tej wartości. Ponadto, jeśli do chemicznej modyfikacji pektyny stosowany jest amioniak, to łańcuchy poligalakturonowe, z których składają się pektyny, zostają wzbogacone w reszty amidowe, a wówczas powstają frakcje pektyn amidowanych o odmiennych funkcjach technologicznych. Zależnie od rodzaju pektyny i ich modyfikacji oraz udziału w składzie wsadu owocowego, można profilować zdolność układu do żelowania, przeciwdziałania synerezie, również poprzez pośrednią wrażliwość układu na obecność jonów wapnia. Dla przykładu, do wsadów jogurtowych o ekstrakcie 55-65% zalecane jest stosowanie pektyny amidowanej niskometylowanej o małej wrażliwości na wapń, z kolei preparaty pektynowe o wysokiej wrażliwości na wapń są zalecane do wsadów jogurtowych o ekstrakcie 35-55%.

Podsumowanie

Wsady owocowe są dostarczane w kontenerach o znacznej pojemności (200-900 kg) wykonanych ze stali kwasoodpornej pod ciśnieniem gazu obojętnego (np. azotu). Obecność, jak i udział wsadu owocowego w mlecznych napojach fermentowanych, może być źródłem nie tylko walorów sensorycznych, ale również potencjału strukturotwórczego i odżywczego. Wyzwaniem dla projektantów wsadów owocowych, jest taki dobór ich składu, który po uwzględnieniu specyfiki matrycy masy mlecznej umożliwi wykorzystanie wielopoziomowego potencjału wsadu owocowego w finalnym produkcie.