Bio i eko: Produkcja serów twarogowych bio i eko – trendy w mleczarstwie

dr inż. Dorota Zaręba, dr hab. Małgorzata Ziarno
Forum Mleczarskie Biznes 4/2021 (45)
dr hab. Małgorzata Ziarno, prof. SGGW, SGGW Warszawa
© fm

W krajach rozwiniętych popyt na produkty ekologiczne stale zwiększa się. W regionie Europy Środkowo-Wschodniej występuje najwięcej upraw w okresie konwersji, a wśród takich krajów jest również Polska. Rynek europejski jest drugim największym odbiorcą żywności ekologicznej na świecie. Największy w Europie udział produktów ekologicznych na rynku żywności mają Dania i Niemcy. W ciągu ostatnich 10 lat niemal podwoiła się produkcja ekologicznego mleka i produktów mlecznych. Na dzień 31 grudnia 2020 r. liczba producentów ekologicznych w Polsce wynosiła 20274, w tym 18575 gospodarstw produkcji rolnej i 1208 producentów wprowadzających na rynek produkty ekologiczne (bez importu). Rynek serów ekologicznych w ostatnich latach odnotował istotne zwiększenie. Ich produkcja związana jest z szeregiem obostrzeń związanych z chowem krów mlecznych i procesem produkcji.

Certyfikacja żywności ekologicznej dotyczy procesu produkcji, a nie produktu finalnego. Ekologiczny proces produkcji oparty jest na zrównoważonym rolnictwie, które z kolei ma pozytywny wpływ na odnawialne zasoby i rozwój obszarów wiejskich poprzez integrację naturalnych systemów biologicznych.

Ze względu na społeczne, gospodarcze i środowiskowe korzyści rolnictwa ekologicznego globalne oczekiwania powinny być nastawione na rolnictwo skonsolidowane z finalnym efektem promocji żyzności gleby, ochrony bioróżnorodności i poprawy jakości życia zwierząt i ludzi. Zmiany klimatyczne i bezpieczeństwo żywności stają się kwestią odpowiedzialności międzynarodowej i wiążą się z troską o ochronę środowiska, jakość produkcji żywności i zrównoważone rolnictwo. Natomiast rządy poszczególnych krajów mają odgrywać istotną rolę w finansowej rentowności gospodarstw ekologicznych.

Zgodnie z zapisami Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/848 w sprawie produkcji ekologicznej i znakowania produktów ekologicznych z późniejszymi zmianami, praktyki hodowli zwierząt powinny być dostosowane do lokalnych warunków, z uwzględnieniem naturalnych zabiegów wzmacniających układ odpornościowy poprzez dostęp do obszarów na otwartej przestrzeni i pastwisk, żywienie paszami ekologicznymi pochodzącymi z rolnictwa ekologicznego i naturalnych substancji nierolniczych z zachowaniem bioróżnorodności. Z kolei wytwarzanie produktów ekologicznych pochodzących od zwierząt powinno być realizowane z wykorzystaniem surowców pozyskiwanych od zwierząt chowanych w gospodarstwach ekologicznych przez całe ich życie, od momentu urodzenia. Produkcja żywności przetworzonej z certyfikatem eko musi być wytworzona z ekologicznych składników pochodzenia rolnego, z ograniczonym stosowaniem dodatków do żywności i składników nieekologicznych (używanych tylko w przypadku istotnej potrzeby technologicznej lub dla szczególnych celów żywieniowych). Przetwarzanie żywności ekologicznej powinno być realizowane w zakresie metod biologicznych, mechanicznych i fizycznych, a należy wykluczyć metody lub substancje, w tym nanomateriały i surowce genetycznie modyfikowane, które mogłyby wprowadzać w błąd co do prawdziwej natury finalnego produktu.

© fm

Wspomniane powyżej Rozporządzenie 2018/848 powstało w efekcie sześcioletniej pracy nad analizą prawa żywnościowego w zakresie produkcji i etykietowania produktów ekologicznych. Aktualizacja aktów prawnych była niezbędna po długim okresie obowiązywania starych aktów prawnych w obliczu dynamicznie rozwijającego się obszaru żywności ekologicznej. Nowe Rozporządzenie zostało opublikowane w czerwcu 2018 r. i było ukierunkowane na rozwój rolnictwa, przetwórstwa, dystrybucji, etykietowania oraz badań naukowych opartych o rolnictwo ekologiczne. Przepisy produkcji ekologicznej mają na celu zwiększenie zaufania konsumentów do żywności ekologicznej z jednoczesnym ograniczeniem barier i obciążeń produkcji ekologicznej.

Ze względu na wybuch pandemii Covid-19 podjęto decyzję o przesunięciu terminu wejścia w życie przepisów nowego Rozporządzenia, decyzję tę wprowadzono Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/1963 z dnia 11 listopada 2020 r. zmieniające Rozporządzenie (UE) 2018/848 w odniesieniu do daty rozpoczęcia jego stosowania oraz niektórych innych dat, ustanawiając nowy termin na 01 stycznia 2022 r., a nie jak dotąd zakładano na 01 stycznia 2021 r.

Produkt przetworzony może być opatrzony logo żywności ekologicznej pod warunkiem, że zawiera nie mniej niż 95% masy składników pochodzących z rolnictwa ekologicznego. Przy okazji warto podkreślić, że oznaczenie rolnictwa polskiego będzie możliwe, jeśli co najmniej 95% składników będzie wyprodukowanych na terenie Polski (obecnie obowiązuje limit 98%). Natomiast oznaczenie związane z regionem będzie możliwe tylko w tych przypadkach, jeśli 95% składników będzie pochodziło z tego rejonu.

Ponieważ erozja gleby jest jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla światowej produkcji żywności, należy rozbudowywać i wspierać mechanizmy i standardy wspomagające producentów ekologicznych. Zgodnie z normami UE produkty ekologiczne jest to żywność uprawiana w sposób zrównoważony, który zużywa do 40% mniej energii w porównaniu do produkcji przemysłowej, z uwzględnieniem dobrostanu zwierząt poprzez ich hodowlę na wolnym wybiegu i na świeżym powietrzu.

W produkcji przetworzonej żywności ekologicznej na podstawie skonsolidowanego Rozporządzenia Komisji (WE) nr 889/2008 ustanawiającego szczegółowe zasady wykonania Rozporządzenia Rady (WE) nr 834/2007 (uchylonego Rozporządzeniem 2018/848) w sprawie produkcji ekologicznej i znakowania produktów ekologicznych w odniesieniu do produkcji ekologicznej, znakowania i kontroli oraz zgodnie z wykazem umieszczonym w Rozporządzeniu wykonawczym Komisji (UE) 2021/1165 z dnia 15 lipca 2021 r., do procesu przetwórczego dopuszczono następujące dodatki do żywności: węgiel aktywny, annato, biksyna, norbiksyna, węglan wapnia (nie w znaczeniu barwiącym i wzbogacającym), węglan sodu; potasu; amonu; magnezu, kwas mlekowy, dwutlenek węgla, ekstrakty tokoferoli w znaczeniu przeciwutleniającym (tylko pochodzenia ekologicznego), lecytynę (tylko pochodzenia ekologicznego), mleczan sodu, kwas cytrynowy, cytrynian sodu i wapnia, ekstrakt z rozmarynu (tylko pochodzenia ekologicznego), kwas alginowy, alginian sodu, alginian potasu, agar, karagen, gumę ksantan, pektynę, jak również substancje stabilizujące z zastrzeżeniem pochodzenia z produkcji ekologicznej: gumę karobową, gumę arabską, gumę tara, gumę gellan, glicerol i erytrytol, jak również: chlorek wapnia do koagulacji mleka i gazy inertne (hel, azot, tlen, argon) zgodnie z załącznikiem V do Rozporządzenia 2021/1165.

Powyższe rozporządzenie, w sekcji A2 Załącznika V, uwzględnia substancje pomocnicze w przetwórstwie składników pochodzenia rolniczego z produkcji ekologicznej, a wśród nich: kwas mlekowy do regulacji pH kąpieli solankowych, kwas chlorowodorowy do regulacji pH kąpieli solankowych w produkcji serów Gouda, Edam i Maasdammer, Boerenkaas, Friese i Leidse Nagelkaas, dwutlenek węgla, azot, kwas garbnikowy, albuminę jaja, kazeinę, żelatynę, oleje roślinne (tylko pochodzenia ekologicznego).

Mateusz Pawlik, Kierownik Portfolio Produktów ds. Serów Świeżych w Tetra Pak

Mateusz Pawlik

Kierownik Portfolio Produktów ds. Serów Świeżych w Tetra Pak

Obecne przemysłowe rozwią­zania technologiczne co do zasady wciąż naśladują trady­cyjne metody wyrobu twarogu. Robią to jedynie w ogromnej skali, zastępując operacje manualne rozwiązaniami automatycznymi. Prowadzi to do prostego wniosku, że produkcja twarogów ekologicznych, począwszy od etapu zaszczepiania mleka w kotle, aż do formowania i porcjowania twarogu nie musi różnić się od strony „sprzętowej” od produkcji twarogu przemysłowego.

Znaczące różnice występują natomiast w organizacji łańcucha dostaw i zarządzania danymi.

W Polsce za produkty Bio uważamy przede wszyst­kim produkty certyfikowane, oznaczone unijnym logo produkcji ekologicznej, wytwarzane zgodnie ze stra­tegią Komisji Europejskiej „od pola do stołu” (ang. „from farm to fork”). Od przetwórców mleka oczekuje się tutaj m.in. drobiazgowego śledzenia surowca już od momentu pozyskania go od rolnika prowadzącego gospodarstwo ekologiczne. Ważnym aspektem jest także zagadnienie rozdzielania warów oraz identy­fikacja pochodzenia pojedynczych porcji twarogu. Z pomocą przychodzą tutaj rozwiązania cyfrowe firmy Tetra Pak ze stworzoną na te potrzeby funkcjonalno­ścią „Track and Trace”.

Poważnym wyzwaniem stojącym wciąż przed produ­centami jest dostarczenie konsumentom wskaźników umożliwiających rzetelne porównanie „ekologicz­ności” czy inaczej „przyjazności dla środowiska” poszczególnych produktów. Ciekawym przykładem jest zaproponowany przez duńską sieć Colruyt Gro­up wskaźnik Eco-Score stawiający sobie ambicję podejścia holistycznego uwzględniającego wszystkie aspekty wpływu na środowisko. Podstawą dla tej metodologii jest akwizycja i zarządzanie dużą ilością danych ze wszystkich szczebli łańcucha dostaw, a więc również z etapu produkcji serowarskiej. Li­nie technologiczne do produkcji twarogu firmy Tetra Pak oferują zintegrowane oprogramowanie Tetra Pak PlantMaster z pakietem Production Integrator klasy MES, który pozwala na gromadzenie niezbędnych da­nych w produkcji eko-twarogu. Oprogramowanie to zawiera ponadto mechanizmy komunikacji systema­mi klasy ERP, metodologię pomiaru Całkowitej Efek­tywności Wyposażenia (ang. OEE Overall Equipment Effectiveness) oraz wbudowane skalowalne metody raportowania.

W procesie przetwarzania surowców ekologicznych dopuszczone są składniki pochodzenia rolniczego, które nie zostały wyprodukowane ekologicznie, wyszczególnione w załączniku IX Rozporządzenia 889/2008 w tym: nieprzetworzone produkty warzywne: jadalne owoce, orzechy i nasiona (żołędzie, orzechy coli, agrest, marakuja, maliny, porzeczki czerwone), zioła (pieprz, nasiona chrzanu, galanga mniejsza, kwiaty krokosza, ziele rukwi wodnej), produkty warzywne (fruktoza, papier ryżowy, skrobia ryżowa i kukurydziana – niemodyfikowane chemicznie, białko grochu Pisum spp., Kirsch oraz tłuszcze: kokosowy, kakaowy, słonecznikowy, palmowy, sezamowy, sojowy, rzepakowy i oliwa), produkty zwierzęce (żelatyna, serwatka w proszku herasuola, osłonki).

Szczegółowe wymogi produkcji przetworzonej żywności ekologicznej w odniesieniu do składu obligują, aby główne składniki były pochodzenia rolnego z dopuszczeniem preparatów na bazie mikroorganizmów i enzymów spożywczych zwyczajowo stosowanych w przetwórstwie spożywczym z założeniem, że substancje te zostały dopuszczone do stosowania w produkcji ekologicznej. W przypadku aromatów dopuszczone są naturalne substancje aromatyczne lub naturalne preparaty aromatyczne.

© fm

Jeszcze do niedawna produkcja nabiału ekologicznego (organicznego) kojarzona była z produkcją zagrodową tradycyjnymi metodami wytwórczymi. Obecnie asortyment mlecznych produktów ekologicznych jest bogaty, zarówno w zakresie oferty przemysłowej, jak i tradycyjnej.

Certyfikat produktów ekologicznych „eko”, „org”, „bio” związany z logiem ekoliścia, jak również umieszczonym pod nim numerem jednostki certyfikującej, dla polskich jednostek certyfikujących ma format: PL-EKO--numer. Numer indentyfikacyjny jednostki certyfikującej powinien być umieszczony w tym samym polu widzenia co logo ekoliścia. Listę producentów z ważnymi certyfikatami produkcji ekologicznej można śledzić na stronie internetowej Inspekcji Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych (IJHARS). IJHARS sprawuje nadzór nad produkcją ekologiczną i jednostkami certyfikującymi, sprawdzając procedury i realizację kontroli wykonanych przez te jednostki w gospodarstwach ekologicznych.

Podstawowym surowcem mlecznych produktów ekologicznych jest surowe mleko organiczne (eko) wolne od hormonów, antybiotyków i pestycydów. Liczne publikacje naukowe poddają analizie porównawczej skład mleka ekologicznego i mleka konwencjonalnego. Na skład chemiczny mleka wpływa wiele czynników, przede wszystkim sposób żywienia, stan zdrowia zwierząt i uwarunkowania genetyczne, pora roku, dobrostan zwierząt i sposób dojenia.

Sztuka serowarstwa sięga ponad 4000 lat. Najprawdopodobniej ser mógł zostać odkryty przypadkowo poprzez praktykę przechowywania mleka w naturalnych zbiornikach wykonanych z żołądków zwierząt. Enzymy naturalnie występujące w błonie śluzowej ściany zwierzęcego żołądka powodowały koagulację mleka, ale stosowaną alternatywną metodą było solenie spontanicznie zsiadłego mleko w celu wydłużenia jego trwałości. Specyfika technologii serów podpuszczkowych lub kwasowych determinuje te procesy do łatwej aplikacji w warunkach produkcji ekologicznej. Podstawą produkcji serów i twarogów jest naturalny proces biotechnologiczny, jakim jest fermentacja mlekowa. Pozostałe operacje są to obróbki: termiczna, osmotyczna i sensoryczna, które z natury należą do technik o dużej tradycji stosowania. Na całym świecie produkuje się wiele tysięcy różnych gatunków serów dojrzewających i niedojrzewających, otrzymywanych bez dodatku lub z dodatkiem podpuszczki.

Doniesienia naukowe podkreślają różnice w składzie chemicznym mleka, przy czym mleko organiczne charakteryzuje się większym udziałem wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i frakcji omega-3, a jednocześnie mniejszym stosunkiem kwasów omega-6 do kwasów omega-3. Porównanie zawartości fosfolipidów w mleku konwencjonalnym z zawartością mleka ekologicznego wykazało znacznie większą zawartość w tym ostatnim pięciu różnych fosfolipidów (PE – fosfatydyloetanoloaminy, PI – fosfatydyloinozytolu, PC – fosfatydylocholiny, PS – fosfatydyloseryny i SM – sfingomieliny). Według autorów tych badań wiodącymi czynnikami decydującymi o tej zależności jest sposób żywienia i aktywność ruchowa zwierząt. Pozostałe podstawowe składniki mleka nie różniły się zawartością w obu rodzajach surowca.

Twaróg to ser kwasowy, do produkcji którego wykorzystuje się kultury bakterii fermentacji mlekowej z rodzajów Lactococcus lactis subsp. lactis i Lactococcus lactis subsp. cremoris. W przypadku tradycyjnych procedur fermentacja mleka prowadzona jest spontanicznie przez natywną mikroflorę mleka surowego. Dobór gatunków bakterii, parametrów fermentacji determinuje powstanie odpowiednich cech smakowo-zapachowych, które wpływają na finalny efekt smakowy skrzepu. Czas, temperatura, szybkość i rodzaj fermentacji przyczyniają się do powstania twarogu o charakterystycznych cechach smakowych i teksturalnych. Bioróżnorodność flory bakteryjnej wpływa na rodzaj procesów hetero- lub homofermentacyjnych, które z kolei przekładają się na sumaryczny zespół cech smakowo-zapachowych różnicujących gatunki serów twarogowych. Ewentualny dodatek preparatu podpuszczkowego wprowadza dodatkowe zmiany w strukturze skrzepu i tym samym zwiększa gamę możliwości różnicowania w zakresie cech finalnego produktu. Kolejnym etapem różnicującym rodzaj serów twarogowych może być czas, temperatura obróbki, osuszania i przemywania skrzepu, następnie formowanie i ewentualne dojrzewanie. Do przykładowych serów twarogowych zaliczyć można twaróg, ser mascarpone, ricotta, labneh, szwajcarski Zieger.

Biorąc pod uwagę wymogi produkcji żywności ekologicznej z uwzględnieniem użycia naturalnych procesów i operacji technologicznych, a także ograniczoną listę dodatków technologicznych i pomocniczych, proces produkcji serów kwasowych jest idealnym do aplikacji w produkcji żywności ekologicznej. Atrakcyjność tych produktów można zwiększać poprzez zastosowanie dodatków warzywnych, owocowych, ziołowych pochodzących z upraw ekologicznych. Obecność składników warzywno-owocowych może stanowić wartość dodaną w efekcie pośredniego wprowadzenia aktywnych składników roślinnych, do których należą polifenole, karotenoidy, antocyjany, czyli substancje o silnych właściwościach antyoksydacyjnych.

© fm

Na marginesie warto zauważyć, że również produkcja serów podpuszczkowych dojrzewających, twardych i półtwardych, jest doskonałym polem działania dla produkcji ekologicznej. Otrzymywanie serów podpuszczkowych dojrzewających polega na dojrzewaniu świeżego skrzepu przez kilka miesięcy, a nawet lat i uzyskaniu serów o różnych cechach teksturalnych i sensorycznych. Podstawą produkcji tych serów jest skrzep wytwarzany przy użyciu preparatu enzymatycznego potocznie nazywanego podpuszczką, przy wspomożeniu bakterii fermentacji mlekowej. Smak, aromat, konsystencja serów twardych i półtwardych jest pochodną operacji i procesów prowadzonych na skrzepie podpuszczkowym. Czas i temperatura wytrącania skrzepu podpuszczkowego, czas i temperatura fermentacji, sposób solenia, siła prasowania i czas dojrzewania są to etapy mające wpływ na tworzenie różnego rodzaju gatunków serów podpuszczkowych. W czasie dojrzewania, szerokie zróżnicowanie dynamiki gatunków mikroflory skrzepu, w połączeniu z dominującymi właściwościami fizykochemicznymi każdego sera, składają się na różnorodność aromatu i smaku serów. Żywe bakterie, jak również enzymy wewnątrzkomórkowe, które uwalniane są z martwych komórek bakterii w trakcie procesu dojrzewania, odgrywają kluczową rolę w ostatecznym rozwoju bukietu smaku i aromatu serów. Obecność mikroorganizmów proteolitycznych i ich silna aktywność generują powstawanie serów o zmienionej konsystencji (w kierunku rozluźnienia skrzepu w efekcie degradacji polimerów kazeinowych). Etap dojrzewania tego rodzaju serów ukierunkowany jest na tworzenie serów od luźnej konsystencji do maziowych. A w przypadku wykorzystania wyselekcjonowanych szczepów pleśni prowadzi do produkcji serów z przerostem lub porostem pleśni. Asortyment serów podpuszczkowych można rozszerzyć pod względem zastosowanego surowca jakim może być mleko krowie, owcze lub kozie.

Agenda na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju na 2030 r., przyjęta przez wszystkie państwa członkowskie Organizacji Narodów Zjednoczonych w 2015 r., ustaliła 17 celów, jako plan pokoju i dobrobytu dla ludzi i roślin, teraz i w przyszłości. Wiele zmian obserwowanych w środowisku ma charakter długoterminowy, zachodzący powoli w czasie. Rolnictwo ekologiczne uwzględnia długoterminowy wpływ na ekosystem. Rolnictwo ekologiczne przyjmuje prewencyjne podejście, zmniejsza zużycie energii nieodnawialnej, tym samym przyczynia się do łagodzenia efektu cieplarnianego poprzez sprzyjanie bioróżnorodności, recyklingu odpadów, sekwestrację węgla i redukcję degradacji zasobów naturalnych.