Alternatywy twarogów - Wegańskie zamienniki twarogów – produkcja i właściwości

Mleko i przetwory mleczne od wieków stanowią podstawę diety wielu ludzi na świecie. Na rynku oferowana jest szeroka gama tradycyjnych wyrobów o różnorodnym przeznaczeniu. Branża mleczarska angażuje się jednak stale w rozwój nowych linii innowacyjnych produktów, odpowiadających na potrzeby osób prowadzących określony styl życia. Na półkach sklepowych normą są już produkty stanowiące roślinne zamienniki wyrobów mleczarskich, przeznaczone głównie dla wegan, wegetarian i fleksitarian. Ich popularność stale rośnie nie tylko z uwagi na trend diet roślinnych, ale również ze względu na chęć ograniczenia przez konsumentów negatywnego wpływu na środowisko, kwestie zdrowotne (np. nietolerancja laktozy) i etyczne związane z dobrostanem zwierząt hodowlanych.

Producenci przetworów mleczarskich, nie chcąc stracić konsumentów skłaniających się ku produktom roślinnym, wychodzą naprzeciw ich oczekiwaniom. W związku z tym na rynku znajdujemy szeroką ofertę roślinnych zamienników mleka, jogurtów, a także serów, zarówno podpuszczkowych, jak i kwasowych. Są to wyroby, które odpowiadają potrzebom konsumentów ograniczających lub wykluczających żywność pochodzenia zwierzęcego, ale również tych ze specjalnymi potrzebami żywieniowymi, np. zmagających się z alergią na mleko krowie lub nietolerancją laktozy. Wyzwaniem dla wytwarzania tych produktów pozostaje jednak zapewnienie im odpowiedniej tekstury i smaku, które będą zbliżone do ich mlecznych odpowiedników (Mefleh i wsp. 2021).

Ser stanowi ważny składnik diety w wielu kulturach. Jest to produkt o długiej historii produkcji i konsumpcji. Ogromna różnorodność i wszechstronność jego zastosowania napędziły jego rozpowszechnienie na całym świecie. Tradycyjnie ser jest wytwarzany głównie na bazie fermentowanego mleka. Produkuje się go na całym świecie w szerokiej gamie smaków, tekstur i form. Jest uniwersalnym i wygodnym produktem, spożywanym bezpośrednio lub jako dodatek do różnych potraw. Sery możemy klasyfikować według różnych kryteriów, m.in. ze względu na metodę koagulacji (podpuszczkowe, kwasowe), zawartość wody (bardzo twarde, twarde, półtwarde, półmiękkie, miękkie) czy też zastosowaną mikroflorę (np. sery z porostem i przerostem pleśni).

Na rynku możemy spotkać coraz szerszą ofertę roślinnych zamienników serów podpuszczkowych, jednak również sektor roślinnych zamienników serów kwasowych zyskuje na popularności. Nazewnictwo wegańskich alternatyw dla produktów mlecznych, podobnie jak alternatyw mięsnych, jest tematem kontrowersyjnym wśród konsumentów i producentów w branży spożywczej. Termin „ser”, podobnie jak „mleko”, „masło” czy „jogurt”, jest stosowany wyłącznie w odniesieniu do produktów mlecznych i nie może być używany komercyjnie w celu określania roślinnych alternatyw dla takich produktów. Wyroby nie mogą być określane jako sery, jeżeli zastępują w części lub w całości mleko, białko mleka, tłuszcz mleczny bądź inną substancję stałą mleka innymi składnikami i nie odpowiadają ogólnej definicji sera określonej w prawodawstwie krajowym lub przez Kodeks Żywnościowy.

Wśród roślinnych zamienników serów kwasowych najpopularniejsze są zamienniki twarogów. Twarogi tradycyjne produkowane są poprzez zakwaszanie mleka lub śmietanki, na ogół przy użyciu kultur starterowych lub przez bezpośrednie zakwaszanie z dodatkiem kwasu spożywczego (np. mlekowego czy cytrynowego). Koagulacja białka zachodzi w momencie, gdy pH mleka zbliża się do wartości w okolicach 4,6. Sery te charakteryzują się dużą zawartością wilgoci i stosunkowo krótkim terminem przydatności do spożycia. Analogi twarogów powstają w inny sposób niż ich mleczne odpowiedniki ze względu na odmienną charakterystykę surowca, z którego powstają. Wytwarzane są przede wszystkim z mieszanin białek roślinnych oraz tłuszczów/olejów. Produkty te zawierają również dodatki stabilizatorów, emulgatorów, aromatów, barwników, konserwantów i wody. Składniki miesza się tak, aby imitowały wygląd i konsystencję twarogu na bazie mleka. Analogi serów nie mają jednej oficjalnej definicji, jednak mogą być opisywane jako produkty przygotowane ze składników roślinnych, o podobnym wyglądzie, konsystencji i smaku do serów pochodzenia zwierzęcego. 

Wytwarzając roślinne zamienniki sera, producenci powinni dążyć do stworzenia produktów, które w jak największym stopniu będą imitować ich mleczne odpowiedniki – nie tylko pod względem smaku i tekstury, ale przede wszystkim wartości odżywczych. Na rynku spotykamy jednak przede wszystkim produkty, które charakteryzują się niższą zawartością białka i wapnia w porównaniu do serów z mleka. Obecnie konsumenci są świadomi wpływu różnych składników żywności na zdrowie i samopoczucie. W rezultacie poszukują produktów wegańskich o wysokim profilu odżywczym, zawierających głównie naturalne składniki. Bardzo istotna jest dla nich zawartość białka, dlatego w produkcji roślinnych zamienników serów jako baza, a zarazem źródło białka, powinny być stosowane przede wszystkim rośliny strączkowe i orzechy (Mefleh i wsp. 2021). 

W roślinnych zamiennikach twarogów na bazie orzechów zwykle wykorzystuje się orzeszki ziemne, orzechy nerkowca, orzechy makadamia i migdały. Rośliny strączkowe wydają się być jednak lepszą bazą dla tych produktów niż jakiekolwiek inne surowce. Wynika to z ich wysokiej zawartości białka (prawie dwukrotnie wyższej niż w zbożach), a także z niskich kosztów w porównaniu z orzechami. Wśród najpopularniejszych surowców z grupy nasion roślin strączkowych wykorzystywanych do wytwarzania roślinnych zamienników serów najczęściej stosowana jest soja. Białka sojowe są tanie i posiadają dobre właściwości funkcjonalne. Z drugiej strony spożycie soi i produktów pochodnych bywa ograniczone ze względu na jej alergenność i obawy konsumentów związane ze spożywaniem soi genetycznie modyfikowanej. W związku z tym coraz większą popularnością cieszą się również inne rośliny strączkowe, takie jak fasola, ciecierzyca, łubin czy groch. Należy jednak pamiętać, że białko roślin strączkowych – w porównaniu do białka mleka – jest ubogie w aminokwasy zawierające siarkę, takie jak tryptofan, cysteina i metionina. 

Oprócz źródła białka w roślinnych zamiennikach twarogów bardzo istotne są źródła tłuszczu. Składniki tłuszczowe bardzo często mają największy udział w składzie tego typu produktów, co odróżnia je od twarogów z mleka. W produktach wegańskich stosowane są oleje i tłuszcze roślinne, których dodatek poprawia teksturę i odczucie w ustach podczas spożywania produktu końcowego, co czyni go bardziej podobnym do sera mlecznego. Obecnie najczęściej stosuje się dodatek oleju kokosowego ze względu na wysoką zawartość nasyconych kwasów tłuszczowych (80–90%) i w konsekwencji wysoką temperaturę topnienia. Nieco rzadziej wykorzystywane są również oleje palmowy, słonecznikowy, rzepakowy i sojowy.

Uzyskanie odpowiedniej tekstury i konsystencji w roślinnych zamiennikach twarogów często wymaga zastosowania dodatków substancji zagęszczających. Składniki te mają za zadanie naśladować właściwości fizykochemiczne białka i tłuszczu mlecznego. Białka mleczne, oprócz wysokiej wartości odżywczej, zapewniają serom unikalną strukturę i właściwości sensoryczne, a ich odtworzenie przy użyciu składników pochodzenia roślinnego jest bardzo trudne. Najpopularniejsze są dodatki w postaci składników takich jak skrobie, agar, guma guar, ksantan, karagen, inulina czy też różnego rodzaju błonniki zbożowe. Stosowane są pojedynczo lub jako mieszaniny. Podstawowym składnikiem strukturotwórczym są skrobie roślinne, przede wszystkim te pochodzące z tapioki, ryżu, kukurydzy, grochu i ziemniaków. Duża zawartość skrobi powoduje wzrost sztywności i twardości produktu. Do roślinnych alternatyw serów możliwe jest stosowanie również różnego rodzaju dodatków smakowych, w tym szerokiej gamy przypraw i ziół. Producenci stosują również dodatek składników zwiększających trwałość i bezpieczeństwo produktu, w tym przede wszystkim soli oraz kultur starterowych bakterii. 

Technologia produkcji roślinnych zamienników twarogów jest uzależniona przede wszystkim od receptury. Produkty te są wytwarzane głównie z trzech rodzajów surowców bazowych – polisacharydów, całych surowców roślinnych i białek roślinnych (rysunek 1). W przypadku roślinnych zamienników twarogów wytwarzanych na bazie polisacharydów jako surowiec bazowy stosuje się przede wszystkim skrobię w połączeniu ze składnikiem tłuszczowym, głównie olejem kokosowym. Skrobie stosuje się ze względu na ich zdolność do tworzenia żeli i zatrzymywania innych składników w utworzonej sieci polisacharydowej, a tym samym budowania struktury produktu. Składniki te często wykorzystuje się w połączeniu z innymi zagęstnikami, które dodaje się w celu poprawy właściwości funkcjonalnych. Technologia produkcji w tym przypadku opiera się głównie na doborze surowców, mieszaniu, ogrzewaniu, formowaniu w odpowiedni kształt i chłodzeniu. Tak wytworzone produkty na ogół mają niską zawartość białka, a także wysoką zawartość tłuszczów nasyconych, soli i węglowodanów, przez co często są uważane za gorsze pod względem odżywczym od serów mlecznych. 

W przypadku roślinnych analogów twarogów na bazie całych surowców roślinnych technologia produkcji jest uzależniona głównie od wykorzystywanego surowca. Najczęściej jednak proces rozpoczyna się od wytworzenia napoju roślinnego. Surowiec początkowo jest moczony w wodzie przez kilka godzin i rozdrabniany. Następnie jest poddawany homogenizacji w środowisku wodnym. Końcowy napój roślinny otrzymuje się poprzez usunięcie cząstek nierozpuszczalnych z powstałego roztworu poprzez proces filtracji. Powstaje w ten sposób niejednorodny produkt, który należy następnie odpowiednio rozdrobnić do otrzymania jednorodnego roztworu, np. poprzez homogenizację wysokociśnieniową. Następnie dąży się do denaturacji białek, którą zwykle osiąga się poprzez ogrzewanie. Taka obróbka cieplna przyczynia się do inaktywacji czynników antyżywieniowych utrudniających trawienie i przyswajanie składników roślinnych, a także wpływa na inne istotne właściwości funkcjonalne białka (np. zwiększa zdolność zatrzymywania wody). Do schłodzonego napoju dodaje się czynnik koagulujący (np. chlorek wapnia) i obniża pH poprzez dodatek kwasu lub zastosowanie procesu fermentacji. Po procesie koagulacji powstały płyn jest odsączany od stałej masy, która jest następnie prasowana i formowana w odpowiedni kształt. Najpowszechniejszymi surowcami wyjściowymi do wytwarzania tego typu twarogów są soja i inne nasiona roślin strączkowych. Popularnością cieszą się również produkty ze zbóż (w tym głównie owsa i ryżu) oraz orzechów (np. nerkowców). Do tego typu wyrobów dodaje się często olej kokosowy i zagęstniki (np. karagen, gumę guar) w celu poprawy tekstury. Powstałe produkty mogą znacznie różnić się składem i właściwościami w zależności od receptury i zastosowanych parametrów poszczególnych procesów technologicznych.

Duży potencjał do wytwarzania roślinnych zmienników twarogów wykazują izolaty i koncentraty białek roślinnych. Produkty na ich bazie otrzymuje się zazwyczaj poprzez zmieszanie składników białkowych z wodą i tłuszczem, a następnie podgrzanie do docelowej temperatury, często dodając skrobię i inne zagęstniki w celu nadania struktury i polepszenia tekstury. Możliwe jest również rozszerzenie technologii produkcji o dodatkowe procesy, takie jak fermentacja, zakwaszanie czy obróbka enzymatyczna. Wszystko uzależnione jest od tego, jaki produkt końcowy chcemy otrzymać. Do wytwarzania roślinnych zamienników twarogów najczęściej stosuje się koncentraty białek nasion roślin strączkowych, co umożliwia otrzymanie produktów o stosunkowo wysokiej zawartości białka w porównaniu do produktów wytwarzanych na bazie skrobi. Można wykorzystywać również frakcje białkowe zbóż, pseudozbóż i ziemniaków. Co istotne, koncentraty i izolaty białek mają łagodniejszy kolor, smak i zapach w porównaniu z surowcami roślinnymi, z których są wytwarzane, co pozwala na otrzymanie produktów pozbawionych składników odpowiadających za niekorzystne posmaki roślinne lub ograniczenie ich zawartości. 

Roślinne zamienniki produktów odzwierzęcych wciąż pozostają w obszarze intensywnych badań producentów i naukowców. Głównym wyzwaniem jest opracowanie produktów o funkcjonalności, wartościach odżywczych i smaku porównywalnych do ich odzwierzęcych odpowiedników. W przypadku roślinnych zamienników twarogów problemem jest uzyskanie czystej etykiety produktu, która jest niezwykle pożądana wśród konsumentów. Różnice we właściwościach białek roślinnych i białek mleka sprawiają, że konieczne jest dodawanie substancji strukturotwórczych w celu otrzymania roślinnych analogów o właściwościach zbliżonych do wyrobów na bazie mleka. Dodatkowo produkty te często są kilkukrotnie droższe od produktów odzwierzęcych, ponieważ wytwarza się je na niewielką skalę. Nadal są to produkty innowacyjne, które wymagają poczynienia dalszych prac badawczych w celu ulepszenia ich składu i charakterystyki.

Literatura:

1. Boukid F. i wsp., Vegan Alternatives to Processed Cheese and Yogurt Launched in the European Market during 2020: A Nutritional Challenge?, „Foods” 2021, 10(11), 2782.
2. Grossman L., McClements D.J., The science of plant-based foods: Approaches to create nutritious and sustainable plant-based cheese analogs, „Trends in Food Science & Technology” 2021, 118, s. 207–229.
3. Mefleh M. i wsp., Legumes as basic ingredient in the production of Dairy-Free Cheese Alternatives: A Review, „Journal of the Science of Food and Agriculture” 2021. 102, s. 8–18.