Napoje fermentowane: Zsiadłe mleko kontra maślanka

Tradycyjna naturalna maślanka jest produktem ubocznym w procesie wytwarzania masła. Podczas produkcji masła z ubijanego surowca stopniowo wydzielają się grudki masła oraz płynna faza wodna, niskotłuszczowa i aromatyczna, o lepkości większej niż świeże mleko, czasami zawierająca małe płatki masła. Zależnie od rodzaju surowca maślarskiego otrzymuje się dwa rodzaje maślanki: słodką z niefermentowanej śmietanki (tzw. słodkiej śmietanki) oraz kwaśną z fermentowanej śmietanki (czyli śmietany).

Przez dziesiątki lat maślanka była postrzegana w branży mleczarskiej jako odpad o niskiej wartości użytkowej i żywieniowej. Jednak lepsze zrozumienie składu chemicznego i właściwości funkcjonalnych maślanki uwydatniło jej wartość jako składnika funkcjonalnego. Szacuje się, że około 6,5%-7% całkowitej światowej produkcji mleka jest kierowane do produkcji masła, co daje bardzo duże ilości (ok. 3,2 mln ton rocznie) maślanki jako produktu godnego mądrego zagospodarowania. Maślanka jest dostępna w różnych postaciach, w tym płynnej i proszkowej, oraz może być dalej przetwarzana za pomocą separacji membranowej w celu zagęszczenia cennych składników.

Dzięki znacznej ilości fosfolipidów maślanka charakteryzuje się dosko-nałymi właściwościami emulgującymi, nadającymi się do szerokiego zastosowania w przemyśle spożywczym. Ponadto ma ona właściwości wzmacniające smak, co czyni ją kluczowym składnikiem mleczarskim w wielu zastosowaniach spożywczych. Właściwości sensoryczne i funkcjonalne maślanki zależą od rodzaju śmietanki użytej do produkcji masła oraz parametrów jej przetwarzania. Słodka maślanka (tj. ze słodkiej śmietanki) jest zwykle zbierana i pasteryzowana (zwykle w temperaturze minimum 72°C przez 15 sekund), a następnie pakowana jako napój lub – częściej – koncentrowana i suszona rozpyłowo do postaci proszku (<4% wilgoci, min. 4,5% tłuszczu, min. 30% białka). Słodka maślanka może być dalej przetwarzana, np. na maślankę fermentowaną przez mezofilne bakterie kwasu mlekowego. Jednakże w większości krajów słodka maślanka jest zagęszczana przez odparowanie, następnie suszona rozpyłowo i wykorzystywana w przemyśle spożywczym, głównie jako składnik recepturowy różnych produktów, w tym mieszanek lodziarskich, przekąsek, serów, jogurtów, pieczywa, herbatników, naleśników, gofrów czy polew czekoladowych. Może również pełnić dodatkową funkcję emulgatora w produktach takich jak czekolada, masło rekonstytuowane, sosy serowe czy analogi serów, śmietan i mlecznych napojów fermentowanych.

Naturalna kwaśna maślanka jest trudna do suszenia ze względu na wysoką zawartość kwasu mlekowego, dlatego jest zwykle zagęszczana na drodze odparowania do 26-28% suchej masy, a następnie stosowana jako dodatek recepturowy np. do chleba lub ciast. Kwaśna maślanka jest natomiast popularnym napojem w wielu krajach, szczególnie Bliskiego Wschodu oraz Azji. Również w niektórych krajach europejskich, w tym w Polsce, kwaśna maślanka jest sprzedawana jako napój do spożycia przez ludzi. Jednakże kierowanie kwaśnej maślanki do handlu jako napoju spożywczego wiąże się niestety z kilkoma problemami. Jednym z nich jest jej krótki okres przydatności do spożycia, szacowany na ok. 1 tydzień w temperaturze 4-7°C. Inną trudnością jest uzyskanie jednolitej jakości.

Wielu badaczy prowadziło badania w celu wyjaśnienia mechanizmów i identyfikacji związków odpowiedzialnych za nieprzyjemny metaliczny posmak maślanki. Wykazano, że kluczowy jest tu (E,Z)-2,6-nonadienol powstający podczas przechowywania maślanki. Szczegółowe badania wykazały, że (E,Z)-2,6-nonadienol jest wytwarzany w łańcuchu przemian kwasu α-linolenowego katalizowanych m.in. przez oksygenazy wydzielane przez bakterie mlekowe obecne w kulturze starterowej. Okazuje się, że w stężeniach od 0,3 do 0,6 µg/l (E,Z)-2,6-nonadienol wzmacnia smak maślanki, natomiast większe stężenia (>1,3 µg/l) pogarszają jakość smaku maślanki i powodują nieprzyjemny metaliczny posmak. Ponieważ stężenie kwasu α-linolenowego jest zwykle większe w śmietance o wysokiej zawartości tłuszczu, powstawanie (E,Z)-2,6-nonadienolu jest na ogół większe w maślance ze śmietany niż maślance ze śmietanki. Aby zapobiec pojawieniu się nieprzyjemnego metalicznego posmaku w maślance, zaleca się stosowanie kultur starterowych o niskiej aktywności oksygenaz lub śmietanki o niskiej zawartości kwasu α-linolenowego.

Alternatywą dla prawdziwej naturalnej maślanki jest maślanka fermentowana, otrzymywana z mleka odtłuszczonego lub częściowo odtłuszczonego, zwykle pasteryzowanego w temperaturze 85°C przez ok. 30 min (aby wzmocnić lepkość produktu) i fermentowanego maślarskimi kulturami mezofilnych bakterii kwasu mlekowego typu DL. Taka maślanka ma stabilny, powtarzalny skład i cechy sensoryczne, zaś okres przydatności do spożycia wynosi około 4 tygodnie w warunkach chłodniczych. Fermentacja zwykle odbywa się w temperaturze na poziomie 22°C i trwa przez około 20 godzin. Kultury typu DL są zestawem kultur kwasząco-aromatyzujących (Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc sp. i L. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis), dzięki czemu fermentowana maślanka ma łagodny kwaśny smak z aromatycznym akcentem diacetylu oraz gładką, lepką konsystencję (biały miękki skrzep, bez oczek gazu i separacji serwatki). Lactococcus lactis subsp. cremoris i Lactococcus lactis subsp. lactis są odpowiedzialne za produkcję kwasu, natomiast Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis i Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, charakteryzujące się fermentacją cytrynianów, są głównym źródłem smaku i aromatu ze względu na ich zdolność do wytwarzania diacetylu, CO2 i aldehydu octowego, ważnych związków, które mają kluczowe znaczenie dla jakości maślanki, nadając produktowi charakterystyczny maślany smak i aromat.

Produkcja fermentowanej maślanki bardzo przypomina produkcję zsiadłego mleka, do wyrobu którego mleko pasteryzowane fermentuje się starterami mezofilnych bakterii fermentacji mlekowej z rodzaju Lactococcus. Zależnie od aktywności tych bakterii i zastosowanych parametrów fermentacji można spodziewać się mniej lub bardziej aromatycznego zsiadłego mleka, o mniejszej lub większej zawartości pęcherzyków gazu i zwartości skrzepu.

Niezwykle ważne jest, aby konsument, nabywając produkt na rynku, czuł wyraźną różnicę między spożywaną maślanką i zsiadłym mlekiem. Dlatego w produkcji fermentowanej maślanki najważniejsze jest osiągnięcie właściwej równowagi między składem aromatu i jego intensywnością. W trakcie fermentacji mleko stopniowo gęstnieje i nabiera charakterystycznego kwaśnego smaku. Temperatura 22°C jest konieczna, aby umożliwić zarówno laktokokom, jak i leukonostokom wytworzenie pożądanych cech maślanki. Ponadto niekiedy zaleca się suplementację mleka cytrynianem lub kwasem cytrynowym.

Temperatura 22°C jest znacznie niższa od temperatury optymalnej zarówno dla laktokoków, jak i leukonostoków (tj. 30°C). Za charakterystyczny „maślany” smak i aromat maślanki odpowiada głównie zawartość diacetylu z zakresu 2-5 mg/kg. Innym bardzo ważnym związkiem smakowym, wytwarzanym przez bakterie kwasu mlekowego w maślance, jest aldehyd octowy, który jest niepożądany, jeśli występuje w nadmiarze. Generalnie, aby otrzymać fermentowaną maślankę o pożądanych właściwościach organoleptycznych, optymalny stosunek diacetylu i aldehydu octowego musi wynosić około 4:1. Zastosowanie wyższej temperatury skutkowałoby dominacją laktokoków nad leukonostokami, prowadząc do akumulacji aldehydu octowego i nadając produktowi niepożądany jogurtowy (znany również jako „zielony”) smak. Z tego również powodu niektórzy eksperci uważają, że w starterach przeznaczonych do produkcji fermentowanej maślanki lepiej stosować kultury Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris zamiast Lactococcus lactis subsp. lactis. Ponadto wyższa temperatura sprzyja szybszej fermentacji (około 12 godzin) i powstawaniu grubego twardego skrzepu, który łatwo rozdziela się od serwatki. Po zakończeniu fermentacji powstały skrzep jest intensywnie mieszany, a następnie chłodzony (w niektórych krajach również lekko solony).

Ważną cechą sensoryczną maślanki powstałej w wyniku fermentacji mleka jest również typowa konsystencja, która jest wynikiem koagulacji białek mleka przez kwas mlekowy. Maślanka fermentowana charakteryzuje się gęstą, gładką, dość lepką konsystencją, która może być determinowana doborem kultur starterowych (ważna jest obecność szczepów wytwarzających polisacharydy), a także zawartością suchej masy w mleku przerobowym.

Fermentowana maślanka jest bardzo podobna pod względem cech wizualnych i smakowo-zapachowych do prawdziwej naturalnej maślanki. Jednak oba produkty istotnie różnią się od siebie składem chemicznym (tabela na poprzedniej stronie), a w związku z tym również walorami żywieniowymi i zdrowotnymi. Tradycyjnie produkowana prawdziwa naturalna maślanka zawiera 7-10% suchej masy, w tym 3,5-4,9% laktozy, około 0,5% kwasu mlekowego, 2,7-3,8% związków azotowych i 0,6-0,75% składników mineralnych. Zawartość tłuszczu waha się od 0,3% do 1% (zależnie od technologii wytwarzania masła i pory roku). Oprócz białek mleka odtłuszczonego i laktozy prawdziwa maślanka zawiera również białka i fosfolipidy pochodzące z otoczek kuleczek tłuszczowych, co mocno różni ją od fermentowanej maślanki, której skład chemiczny jest bardzo zbliżony do składu zwykłego mleka zsiadłego.

Zawartość fosfolipidów w prawdziwej naturalnej maślance (około 0,89 mg/g) jest około 7-10 razy większa niż w mleku odtłuszczonym czy pełnotłustym (około 0,12 mg/g). Warto też zauważyć, że maślankę charakteryzuje wysoka zawartość oryginalnych polarnych lipidów mleka (1,2%-2,1%). Najliczniejszymi lipidami polarnymi występującymi w otoczkach kuleczek tłuszczowych, wyizolowanymi z naturalnej maślanki, są fosfolipidy i sfingolipidy, a dokładniej frakcje fosfatydyloetanoloaminy, fosfatydylocholiny, sfingomieliny, fosfatydyloinozytolu i fosfatydyloseryny. Udowodniono, że wiele z nich wykazuje korzystne skutki dla zdrowia ludzkiego. Działanie przeciwcholesterolemiczne sfingomieliny pochodzącej z otoczek kuleczek tłuszczowych badano już w 1979 r. i wykazano wówczas znaczną redukcję poziomu cholesterolu w surowicy krwi pacjentów spożywających śmietanę (w porównaniu z tymi, którzy spożywali masło). Również przeprowadzone badania kliniczne potwierdziły działanie sfingomieliny obniżające poziom cholesterolu u myszy z hipocholesterolemią.

Białka otoczek kuleczek tłuszczowych obecne w prawdziwej naturalnej maślance składają się również z białek mających zdolności do uwalniania biologicznie aktywnych peptydów o wyjątkowym potencjale do zastosowań funkcjonalnych i nutraceutycznych. Głównymi białkami otoczek kuleczek tłuszczowych są m.in. butyrofilina, oksydaza/dehydrogenaza ksantynowa, glikoproteiny mucynopodobne MUC1 i MUC15, a także adipofilina. Niektóre z nich są związane z zapobieganiem lub łagodzeniem szeroko rozpowszechnionych chorób przewlekłych, takich jak zmiany onkologiczne (w tym rak piersi), otyłość, cukrzyca, zaburzenia sercowo-naczyniowe i autoimmunologiczne.

Maślanka zawiera znaczne ilości wapnia, co znacząco przyczynia się do jej korzyści zdrowotnych. Szacuje się, że spożycie 500 ml maślanki może zaspokoić dobowe zapotrzebowanie ludzkiego organizmu na wapń.

Przedstawione powyżej zalety prawdziwej naturalnej maślanki nie wykluczają walorów fermentowanej maślanki, czyli produktu, który podobnie jak zsiadłe mleko cechuje się charakterystycznym smakiem, trwałością i strawnością, jak również zawartością żywych kultur bakterii mlekowych, które pomagają przywrócić równowagę bakteryjną w naszym ciele.

Maślanki są dostępne dla konsumentów w różnych postaciach, niezależnie od tego, czy są uzyskiwane z fermentowanej czy słodkiej śmietanki lub mleka, na wzór zsiadłego mleka. W naszym kraju maślanki i zsiadłe mleko należą do produktów, których sprzedaż zmienia się sezonowo i w okresie letnim silnie zwiększa się, bowiem doskonale gaszą one pragnienie i zapewniają przyjemne orzeźwienie. Są postrzegane jako lekkostrawne i pożywne. Wedle ekspertów rynkowych maślanka ma duże możliwości tworzenia napojów funkcjonalnych dzięki zawartości białka, fosfolipidów i składników mineralnych (zdolność maślanki do zwiększania stabilności termicznej napojów, głównie dzięki oddziaływaniom fosfolipidowo-białkowym zapobiegającym koagulacji białek podczas sterylizacji). Zarówno fermentowana maślanka, jak również zsiadłe mleko, mogą być stosowane jako nośniki dla funkcjonalnych składników, takich jak błonnik pokarmowy, prebiotyki, probiotyki i inne składniki bioaktywne przynoszące korzyści ludzkiemu organizmowi np. w chorobach serca, cukrzycy i chorobach związanych z trawieniem. Nowo rozwijanym kierunkiem przetwarzania maślanki jest pozyskiwanie koncentratów składników otoczek kuleczek tłuszczowych z maślanki z wykorzystaniem technik membranowych.