Wzbogacanie: Dodać wapń i magnez w nabiale i alternatywach
Wzbogacanie (fortyfikacja) w składniki mineralne jest to świetny sposób dla przetwórców mleka na tworzenie zróżnicowanej gamy produktów. Produkty mleczne mają pozytywny wizerunek, ponieważ są uważane za korzystne dla zdrowia, są doskonałym źródłem m.in. białka, wapnia, fosforu, ryboflawiny, tiaminy, witaminy B12, folianów, niacyny, magnezu i cynku. Ponadto fermentowane przetwory mleczne mają dodatkowe walory, za które odpowiada obecność żywych komórek bakterii mlekowych mających korzystny wpływ na układ trawienny oraz układ odpornościowy człowieka, co wykazano już w niejednym badaniu naukowym.
Produkcja mleczarska to w ostatnich czasach nie tylko przetwórstwo mleka, ale również otrzymywanie alternatyw opartych na produktach roślinnych. Rynek tego typu wyrobów stale rozwija się, bowiem coraz więcej osób nie może lub nie chce spożywać produktów mlecznych z różnych powodów: począwszy od względów zdrowotnych (alergia lub nietolerancja białek mleka, nietolerancja laktozy, diety niskokaloryczne, bezcholesterolowe), po decyzje związane z dobrostanem zwierząt i ochroną środowiska. W obecnej chwili, w świetle krytyki wartości żywieniowej roślinnych zamienników mleka i jego przetworów, producenci muszą pilnie zmierzyć się z wyzwaniem opracowania receptur, które będą upodabniać wegańskie wyroby do mlecznych nie tylko pod względem smaku, wyglądu i stabilności, ale również wartości odżywczej.
Pomimo naszej wiedzy, a także znaczących postępów w produkcji żywności, nadal wiele badań żywieniowych, naukowych i danych statystycznych wskazuje, że spożycie wapnia i magnezu jest niewystarczające. Szacuje się, że przetwory mleczne są najważniejszym źródłem wapnia w naszej diecie i zapewniają 52-65% dziennego zapotrzebowania na wapń, a wchłanianie wapnia z diety waha się od 10% do 40%. Mleko i produkty mleczne są jednymi z głównych źródeł magnezu w diecie (litr mleka zapewnia około 1/3 dziennego zapotrzebowania na ten pierwiastek). Mleko zawiera 120 mg wapnia oraz 12 mg magnezu w 100 ml, ale już większość alternatywnych produktów roślinnych zawiera tych pierwiastków znacznie mniej lub praktycznie zero. To dlatego praktycznie każdy obszar produkcji mleczarskiej stwarza możliwość stosowania fortyfikacji w składniki mineralne.
Wapń jest jednym z najważniejszych składników żywieniowych warunkujących prawidłowy rozwój zębów i kości, a także utrzymanie masy kostnej w wieku podeszłym. Około 99% wapnia zawartego w organizmie człowieka jest przechowywane w kościach w postaci hydroksyapatytu wapnia. Niejedne badania medyczne i żywieniowe dowiodły, że niewystarczająca podaż wapnia w diecie wiąże się ze zwiększonym ryzykiem osteoporozy i związanych z nią złamań kości. Wapń jest również ważny dla odporności, układu krążenia, gospodarki energetycznej, mięśni, funkcji poznawczych i wielu innych. Generalnie wapń odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu organizmu człowieka w dobrym zdrowiu. Jednak przy spadającym spożyciu mleka i rosnącym wskaźniku chorób wyniszczających takich jak osteoporoza fortyfikacja wapniem stanowi prosty i niezawodny sposób na uzupełnianie jego niedoborów u osób w każdym wieku.
Oprócz wapnia także inne składniki mineralne są kluczowe dla zdrowych kości. Takim składnikiem jest magnez. Magnez odgrywa istotną rolę w wielu przemianach biochemicznych zachodzących w organizmie człowieka, w tym w kontroli stężenia glukozy we krwi, funkcjonowaniu nerwów i mięśni, syntezie białek i regulacji ciśnienia krwi. Wspiera zdrowy układ odpornościowy, wzmacnia układ kostny. Niedobory magnezu mogą sprzyjać pojawieniu się wielu problemów zdrowotnych, takich jak hipokalcemia, zakłócenie funkcjonowania mięśni (bóle mięśni, drażliwość i słabość mięśni), zaburzenia pracy serca i zmiany neurologiczne i układu pokarmowego (nudności, wymioty, biegunki, zawroty głowy i niewyraźna mowa. Szereg chorób przewlekłych (np. cukrzyca, nadciśnienie tętnicze, choroba wieńcowa i osteoporoza) również został powiązany z przewlekłym niskim poziomem magnezu.
Wzbogacanie w wapń i magnez pozwala na zastosowanie oświadczeń żywieniowych lub zdrowotnych dotyczących zagadnień takich jak zdrowie kości, odporność, funkcjonowanie mięśni lub energia [zgodnie z regulacjami dotyczącymi oświadczeń zdrowotnych i żywieniowych ustanowionymi na mocy Rozporządzenia (WE) nr 1924/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 20 grudnia 2006 r. w sprawie oświadczeń żywieniowych i zdrowotnych dotyczących żywności, a także Unijnego Rejestru oświadczeń żywieniowych i zdrowotnych dotyczących żywności.
Wzbogacanie mleka w składniki mineralne jest wyzwaniem technologicznym, bowiem takie dodatki w połączeniu z obróbką termiczną mogą znacząco destabilizować strukturę białek mleka i zmieniać właściwości przetwórcze mleka lub jakość końcowych wyrobów. Przy projektowaniu produktów mlecznych wzbogaconych w wapń i/lub magnez, a także dla zrozumienia ich biodostępności z otrzymanych wyrobów, istotne są dysocjacja soli mineralnych i dystrybucja kationów pomiędzy fazami białkową i wodną. Za formę biologicznie aktywną uważa się formy dysocjujące, bowiem to one ulegają asocjacji z białkami mleka (głównie wiążącymi się z micelami kazeinowymi). Ponadto ich interakcje z białkami wpływają na strukturę i stabilność termiczną miceli kazeinowych, stabilność przechowalniczą i niejednokrotnie na cechy organoleptyczne wzbogacanych przetworów mleczarskich.
Generalnie sole mineralne wapnia i magnezu można podzielić na rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie. Najogólniej mówiąc, sole rozpuszczalne w wodzie mają wpływ na pH, siłę jonową (a tym samym mogą indukować żelowanie białek – rozpuszczalne sole mineralne o niskiej lub umiarkowanej rozpuszczalności mogą być dodawane jedynie w niewielkich ilościach przed obróbką cieplną), jasność barwy, lepkość, a nawet smak. Nieprzyjemne posmaki powodowane przez ten rodzaj soli mineralnych mogą stanowić problem, zwłaszcza w przypadku alternatyw opartych na produktach roślinnych (chociaż wpływ każdej soli mineralnej na smak może być różny zależnie od rodzaju białka roślinnego). Z kolei sole nierozpuszczalne w wodzie nie wpływają na równowagę soli i stabilność miceli kazeinowych, ale mogą prowadzić do posmaku określanego jako kredowy lub piaszczystość w ustach, a także wady wyglądu i konsystencji związanej z sedymentacją na dnie opakowania wyrobu.
Wielkość cząstek i rozpuszczalność w wodzie są powiązane z właściwościami smakowymi soli wapniowych i magnezowych, z tego względu wiele preparatów tych soli jest oferowanych z formie mikronizowanej, która doskonałe łączy neutralny profil smakowy w produkcie fortyfikowanym z dobrymi właściwościami dyspersyjnymi (osad soli mineralnych można łatwo ponownie rozproszyć poprzez potrząsanie opakowaniem produktu).
Nie należy zapominać, że mleko i jego przetwory zawierają pewne naturalne poziomy wapnia i magnezu, a więc w przypadku fortyfikacji solami tych pierwiastków dochodzi do złożonych i dynamicznych dalszych interakcji z białkami dążących do osiągnięcia jakiegoś stanu równowagi jonów. Jakiekolwiek procesy ogrzewania, chłodzenia czy zakwaszania modyfikują tę równowagę, wpływając na właściwości fizykochemiczne mleka. Z tego powodu właściwy dobór soli mineralnych jest wyzwaniem, z którym musi się zmierzyć technolog opracowujący nowe receptury fortyfikowanych wyrobów mlecznych.
Sole mineralne można również podzielić na organiczne i nieorganiczne. Organiczne sole mineralne to sole naturalnie występujących kwasów, takich jak kwas cytrynowy czy mlekowy. Zwykle mają bardziej neutralny smak niż nieorganiczne sole mineralne. W niektórych przypadkach organiczne sole mineralne mogą maskować gorycz i inne nieprzyjemne smaki pojawiające się w alternatywach opartych na produktach roślinnych. Badania dowodzą, że organiczne sole mineralne mają wyższą biodostępność niż nieorganiczne. Z kolei nieorganiczne sole wapnia są bardziej ekonomiczne niż sole organiczne, m.in. ze względu na wysoką zawartość wapnia.
Wyzwaniem dla produkcji mleczarskiej jest efektywne wzbogacanie produktu w wapń lub magnez z jednoczesnym zapewnieniem atrakcyjnych właściwości organoleptycznych. Zapewne dalszy rozwój nowych technik (mikro- i nanotechnologie, mikrokapsułkowanie) przyniesie rewolucyjne rozwiązania w procesie fortyfikacji mleka. Oczywiście nie należy popadać w przesadę, bowiem nie wszystkie wyroby mleczarskie wymagają fortyfikacji i nie wszyscy konsumenci oczekują takich wyrobów. Trzeba pamiętać również o konsumentach wymagających diety ograniczającej spożycie wapnia czy magnezu (np. diety redukujące: niskowapniowa, niskomagnezowa).
