Jogurty naturalne: Jogurty naturalne – technologia i dodatki

Według definicji Organizacji ds. Wyżywienia i Rolnictwa Światowej Organizacji Zdrowia (FAO/WHO) i Międzynarodowej FederacjiMleczarskiej jogurt jest mlekiem ukwaszonym i skoagulowanym przy pomocy bakterii z gatunków Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Streptococcus thermophilus. Jogurty, podobnie jak inne mleczne napoje fermentowane, mogą być otrzymywane z mleka pełnego, częściowo lub całkowicie odtłuszczonego, zagęszczonego lub regenerowanego z proszku, a specyficzne mikroorganizmy użyte do ich produkcji, fermentując laktozę, obniżają pH mleka, powodując jego koagulację. Definicja opracowana przez FAO/WHO wskazuje, że populacja specyficznych mikroorganizmów użytych do produkcji jogurtów tych musi pozostać żywa, liczna i aktywna aż do ostatniego dnia przydatności tych produktów do spożycia. 

Jogurty można wytwarzać z mleka krowiego, owczego, koziego lub bawolego. Obecnie na całym świecie dostępna jest szeroka gama jogurtów: od owocowych o bardzo niskiej zawartości tłuszczu po jogurty typu greckiego o zawartości tłuszczu około 8 g na 100 g. Na rynku dostępnych jest wiele odmian jogurtu, z dużym popytem na produkt w wersji naturalnej. Jogurty naturalne są najprostszą i najmniej zmodyfikowaną formą jogurtów wytwarzanych poprzez fermentację mleka bakteriami kwasu mlekowego w celu uzyskania charakterystycznej konsystencji i smaku. 

Należy pamiętać, że definicja jogurtu naturalnego może się różnić w zależności od kraju i regionu, a obowiązkiem poszczególnych producentów i wytwórców żywności jest zapewnienie, że ich produkty spełniają odpowiednie wymagania prawne. Ogólnie jogurty naturalne są definiowane jako produkty mleczarskie wytwarzane z mleka przy minimalnym jego przetwarzaniu, z wykorzystaniem żywych kultur bakterii fermentacji mlekowej, bez lub z ograniczonym użyciem dodatków do żywności (takich jak cukier lub inne środki słodzące, substancje stabilizujące, zagęszczające, aromatyzujące czy barwiące). W Unii Europejskiej nie ma jednoznacznej definicji jogurtu naturalnego, chociaż pewne zapisy można znaleźć w Rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1308/2013 z dnia 17 grudnia 2013 r. ustanawiającym wspólną organizację rynków produktów rolnych oraz uchylającym rozporządzenia Rady (EWG) nr 922/72, (EWG) nr 234/79, (WE) nr 1037/2001 i (WE) nr 1234/2007. 

Podobnie jest w Stanach Zjednoczonych, gdzie Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) nie ustaliła konkretnej definicji jogurtu naturalnego w przepisach dotyczących żywności, ale dostarcza wskazówek dotyczących stosowania tego terminu na etykietach. Według FDA termin „naturalny” może być stosowany na etykietach żywności tylko wtedy, gdy żywność nie zawiera żadnych sztucznych lub syntetycznych składników oraz gdy została tylko minimalnie przetworzona. Chociaż FDA nie podaje jednak konkretnych wytycznych dotyczących stosowania terminu „naturalny” w odniesieniu do jogurtów lub innych produktów mlecznych, to dla tego segmentu rynku istnieją pewne wytyczne, które producenci jogurtów zaczęli stosować: brak dodanych środków konserwujących, brak barwników, brak lub minimalne użycie stabilizatorów lub substancji słodzących.

Technologia i dodatki stosowane w produkcji jogurtów naturalnych mogą się różnić w zależności od konkretnego rodzaju jogurtu i pożądanego produktu końcowego. Klasyczne jogurty naturalne są produkowane przy użyciu kombinacji następujących etapów.

Przygotowanie mleka przerobowego

W warunkach przemysłowych mleko używane do produkcji jogurtów naturalnych jest zazwyczaj homogenizowane i pasteryzowane, aby zapewnić bezpieczeństwo i powtarzalną jakość produktów końcowych. Aby otrzymać jogurty o wysokiej jakości, mleko przerobowe musi charakteryzować się najwyższą jakością mikrobiologiczną i fizyko-chemiczną, a ponadto być wolne od obcych substancji zapachowych. Jest to niezwykle istotne w przypadku technologii jogurtów naturalnych, które jako wolne od dodatków aromatyzujących czy modyfikujących smak ujawniają wszelkie nieprawidłowości składu mleka surowego użytego w ich produkcji. Oznacza to precyzyjną selekcję surowca mleczarskiego przez zakład produkcyjny. 

Przygotowanie mleka to nie tylko selekcja surowca o właściwej jakości, ale również normalizacja jego podstawowego składu: zawartości tłuszczu i suchej masy mleka. Zawartość tłuszczu i suchej masy w mleku jest zwykle standaryzowana zgodnie z Kodeksem Żywnościowym opracowanym przez FAO/WHO (Standard for fermented milks, CXS 243-2003). Jeśli chodzi o tłuszcz, to jogurty naturalne mogą zawierać od 0% do 10% tłuszczu, chociaż w najbardziej typowych produktach jego zawartość mieści się w przedziale 0,5-3,5%. Trzeba podkreślić, że jest to wyłącznie tłuszcz mleczny, bowiem wprowadzenie do mleka przerobowego tłuszczu obcego pochodzenia skutkuje utratą możliwości etykietowania produktu końcowego nazwą „jogurt”. Zgodnie z Kodeksem Żywnościowym FAO/WHO minimalna zawartość suchej masy beztłuszczowej mleka wynosi 8,2%. Zwiększenie jej, zwłaszcza udziału kazeiny i białek serwatki, skutkuje otrzymaniem produktu końcowego o twardszej konsystencji i zmniejszonym ryzyku oddzielania się serwatki (tj. synerezy). Należy zauważyć, że zwiększenie zawartości substancji stałych w jogurcie naturalnym może również wpłynąć na jego smak. W produkcji jogurtów naturalnych wykorzystuje się kilka technik standaryzacji suchej masy mleka: 

(a) odparowanie – zwykle odparowuje 10-20% objętości mleka; 

(b) dodatek odtłuszczonego mleka w proszku lub białek mleka w proszku, zwykle w ilości 1-3%, 

(c) dodatek koncentratów mleka, 

(d) dodatek retentatu UF lub RO otrzymanych z mleka odtłuszczonego. 

Inną technologią otrzymywania jogurtów naturalnych o zwiększonej zawartości suchej masy mleka jest usunięcie serwatki po procesie fermentacji (produkcja tzw. jogurtu skoncentrowanego). W wyniku takiego zabiegu technologicznego powstaje gęsty i bardzo kremowy w konsystencji jogurt. Ponadto w niektórych krajach dopuszcza się dodawanie niektórych środków zagęszczających do jogurtów naturalnych: żelatyny, pektyn lub gumy guar. W końcu możliwe jest zastosowanie odpowiednich kultur bakterii starterowych mogących również wpłynąć na zawartość substancji stałych w jogurcie, o czym w dalszej części artykułu.

W ten sposób przygotowane mleko jest poddawane odpowietrzeniu. Jest to niezwykle ważny etap produkcji jogurtów naturalnych. Usunięcie pęcherzyków powietrza i innych gazów z objętości mleka skutkuje poprawą stabilności i lepkości końcowego produktu, skraca czas fermentacji, gdyż zapewnia korzystniejsze warunki rozwoju dla bakterii starterowych, poprawia warunki pracy homogenizatora (po odpowietrzeniu mleko jest poddawane homogenizacji), a co najważniejsze eliminuje lotne substancje zapachowe (tzw. dezodoryzacja). 

Głównymi celami następującej potem homogenizacji mleka przeznaczonego do produkcji jogurtów naturalnych są: eliminacja zjawiska wydzielania frakcji tłuszczowej w okresie inkubacji (tzw. śmietankowanie), poprawa stabilności, lepkości i konsystencji produktu końcowego, a także rozdrobnienie i zapewnienie równomiernego rozprowadzenia kuleczek tłuszczu mlecznego. Parametry homogenizacji (wartości temperatury i ciśnień na poszczególnych stopniach homogenizacji) zależą od oczekiwanych cech końcowego produktu.

Przed dodaniem kultury starterowej i inkubacją mleko poddaje się obróbce cieplnej, którą najczęściej jest wysoka pasteryzacja. Ma ona na celu poprawę czystości mikrobiologicznej surowca mleczarskiego (dzięki usunięciu mikroflory konkurencyjnej dla bakterii starterowych i obniżeniu potencjału oksydoredukcyjnego mleka), ograniczenie zjawiska synerezy serwatki i ustabilizowanie konsystencji w produkcie końcowym (dzięki termicznej denaturacji części białek serwatkowych). Zazwyczaj praktykuje się obróbkę cieplną w temperaturze z zakresu 85-95°C przez ok. 5 minut. Taka kombinacja czasu i temperatury obróbki termicznej skutkuje denaturacją ok. 70-80% białek serwatki (głównie -laktoglobuliny, czyli głównego białka serwatkowego oddziałującego z -kazeiną).

Następnie mleko jest schładzane do temperatury inokulacji i fermentacji, tj. pomiędzy 40°C i 46°C.

Kultury starterowe w produkcji jogurtów naturalnych

Do przygotowanego mleka przerobowego dodaje się kulturę starterową bakterii kwasu mlekowego, której skład determinowany jest zapisami Kodeksu Żywnościowego FAO/WHO (Standard for fermented milks, CXS 243-2003). Bakterie te będą fermentować laktozę w mleku, wytwarzając kwas mlekowy, który obniży wartość pH mleka i nada produktowi końcowemu charakterystyczne cechy jakościowe.

Wiadomo, że do mleka dodaje się żywe kultury bakterii jogurtowych z gatunków Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Streptococcus thermophilus. Ale warto mieć świadomość, że poszczególne szczepy bakterii z tych gatunków mogą odmiennie przeprowadzać fermentację mleka, co będzie skutkowało innym profilem cech jakościowych otrzymanego jogurtu naturalnego. Nie tylko rodzaj startera, ale również liczba bakterii obecnych w stosowanym starterze mogą mieć znaczący wpływ na smak, teksturę i stabilność jogurtu. Wybór kultury starterowej zależy również od przyjętej metody produkcji (np. jogurt stały, mieszany, pitny, skoncentrowany). 

Dla branży mleczarskiej oferowane są kultury starterowe wpływające na czas fermentacji (np. szybko kwaszące) lub powstający aromat (np. kultury kwasząco-aromatyzujące). Jeśli chodzi o jogurty naturalne, zarówno producentom, jak i konsumentom zależy na tym, aby charakteryzowały się one nie tylko odpowiednim stopniem ukwaszenia, ale także bukietem smakowo-zapachowym, co oznacza, że selekcja startera jest jednym z kluczowych czynników determinujących jakość końcowych wyrobów. Ponadto niektóre kultury starterowe nadają jogurtom pożądane cechy sensoryczne, szczególnie gęstość i uczucie tłustości. Współczesna technologia mleczarska ma możliwość wykorzystywania starterów zawierających wyselekcjonowane szczepy bakterii mlekowych zdolnych do wytwarzania egzopolisacharydów (EPS) podczas fermentacji mleka. EPS mogą pełnić funkcję naturalnych substancji zagęszczających i stabilizujących skrzep jogurtowy. Dzięki takim właściwościom EPS zapewniają większą gładkość produktu końcowego, wyższą jego lepkość i redukują ryzyko synerezy serwatki. Kultury starterowe zawierające bakterie mlekowe wytwarzające EPS są często określane jako teksturujące.

Ponadto możliwa jest produkcja jogurtów naturalnych z dodatkiem mikroflory dodatkowej, np. potencjalnie probiotycznej. W takim przypadku ważne są nie tylko selekcja kultury starterowej, ale również parametry technologiczne (temperatura i czas fermentacji, kwasowość, warunki pakowania produktu końcowego). Właściwa kontrola tych parametrów jest niezbędna do utrzymania przy życiu i we właściwej aktywności dodanych potencjalnie probiotycznych bakterii. Rodzaj i ilość bakterii potencjalnie probiotycznych użytych w produkcji jogurtów naturalnych ma także kluczowe znaczenie dla jakości i prozdrowotności tych wyrobów. Bakterie potencjalnie probiotyczne swoją aktywnością mogą bowiem oddziaływać na cechy sensoryczne jogurtów (np. smak i zapach), a nie zawsze te zmiany są akceptowane przez konsumentów. 

Inkubacja mleka

Mieszanka mleka z kulturą starterową jest następnie inkubowana w kontrolowanej temperaturze. W typowej produkcji jogurtów inkubacja ma miejsce w 42-43°C i trwa 4-5 godzin (przy dawce kultury starterowej na poziomie ok. 0,02% inokulum w formie wysoko skoncentrowanego startera). Utrzymanie właściwej temperatury inkubacji podczas tego etapu produkcji jest kluczowe dla wzrostu i aktywności kultur bakterii mlekowych, a także dla zachowania i stabilności końcowego produktu. Ten czas pozwala bakteriom na właściwy stopień fermentacji laktozy obecnej w mleku i wytworzenie odpowiedniej ilości kwasu mlekowego. Wartość pH musi być dokładnie kontrolowana, aby zabezpieczyć produkt przed przekwaszeniem lub niedokwaszeniem. Jest to niezwykle istotne w produkcji jogurtów naturalnych, bowiem jakiekolwiek błędy technologiczne będą wyrażać się w nieprawidłowościach cech jakościowych produktów końcowych. Nie tylko etap inkubacji, ale również czas chłodzenia jogurtów po inkubacji powinny być precyzyjnie kontrolowane.

Chłodzenie i pakowanie

Po inkubacji jogurt jest chłodzony i pozostawiony do fizycznego dojrzewania przez kilka godzin, co pozwala ustabilizować teksturę i cechy smakowo-zapachowe produktu. Aby osiągnąć optymalne parametry jakościowe, pierwsze chłodzenie (z 42-43°C do 18-22°C) powinno nastąpić w ciągu 40-60 minut po osiągnięciu idealnej wartości pH w celu zatrzymania dalszego rozwoju bakterii. Ponieważ wydajność chłodzenia zależy od zastosowanej technologii otrzymywania jogurtów naturalnych, szczegółowe parametry procesu należy ustalać eksperymentalnie. Istotne jest, aby w ciągu pierwszych 30 minut schładzania jogurtów ich temperatura uległa zmniejszeniu o ok. 35°C, a dalsze dochładzanie do zaplanowanego poziomu trwało przez pozostały czas. 

Jogurty naturalne mogą być pakowane w opakowania jednostkowe (butelki, kartoniki, słoiki, saszetki) w warunkach aseptycznych. Kluczowymi działaniami produkcji w warunkach aseptycznych są dokładna sanityzacja wszystkich powierzchni i instalacji mających kontakt z surowcem, półproduktem lub produktem, a także dbałość o czystość powietrza i opakowań (tzw. warunki „czystego pomieszczenia”, z ang. „clean room production”). Pozwala to na zapobiegać zakażeniom mikrobiologicznym produktu końcowego i przedłużyć okres jego przydatności do spożycia.

Opakowania jednostkowe jogurtów naturalnych mogą być wytwarzane z różnego rodzaju materiałów konstrukcyjnych: szkła, tworzyw sztucznych dopuszczonych do kontaktu z żywnością, a także opakowań wielowarstwowych typu karton laminowany. Ostatnimi czasy coraz popularniejsze okazują się opakowania „eco-friendly”, czyli przyjazne dla środowiska, otrzymywane z surowców odnawialnych, recyklingowalne lub biodegradowalne, wpisujące się w trend zrównoważonego rozwoju. 

Ostatecznie jogurt jest schładzany do końcowej temperatury (pomiędzy 2°C i 8°C), aby całkowicie zatrzymać proces fermentacji. Końcowe schładzanie ma miejsce w chłodni, w której produkty są składowane w opakowaniach zbiorczych w oczekiwaniu na dystrybucję. Całkowity czas dochładzania może wynosić 60-90 minut, w zależności od wielkości opakowań zbiorczych i wydajności chłodniczej magazynu. 

Podsumowanie

Jogurty naturalne mają niepodważalne zalety w porównaniu do jogurtów smakowych. Ogromną ich zaletą jest wszechstronne zastosowanie kulinarne: mogą stanowić nie tylko wysokobiałkowe przekąski, ale również dodatek do różnych potraw (w tym smoothie, dipów i sosów) w roli niskokalorycznego zamiennika śmietany. Ponadto wspierają nasze zdrowie, pomagając zachować równowagę jelitową, poprawiając trawienie i wzmacniając system odpornościowy. Warto zatem skupić się na produkcji jogurtów naturalnych i promocji ich walorów.