ZASTOSOWANIE INULINY JAKO ZAMIENNIKA TŁUSZCZU W ANALOGACH SERA TOPIONEGO Bartosz Sołowiej Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii Zakład Technologii Mleka i Hydrokoloidów
Co to jest analog serowy? analogiem nazywamy substytut naturalnego sera, który dzięki całkowitemu lub częściowemu zastąpieniu sera naturalnego, (tańszymi) odpowiednikami białkowymi stał się wydajniejszy i tańszy w produkcji od sera naturalnego.
Uzasadnienie podjęcia badań Produkcja analogów sera umożliwia producentom większy zakres w doborze składników w kierunku uzyskania określonych celów żywieniowych i ekonomicznych. Białka mleka (serwatkowe/kazeina) - cechują się bardzo dobrymi właściwościami funkcjonalnymi, dzięki którym w produktach żywnościowych poddanych obróbce przy optymalnych parametrach kształtują pożądane cechy sensoryczne. Ponadto, jest to kolejna możliwość racjonalnego wykorzystania serwatki.
Analogi sera topionego zaliczane są do produktów, w których zapewnienie właściwych cech fizykochemicznych jest jednym z podstawowych kryteriów oceny ich jakości. W dużej mierze właściwości fizykochemiczne (tekstura, topliwość) analogów sera decydują o jego rodzaju, funkcjonalności i przeznaczeniu. Finalne cechy (tj. twardość, przylegalność, spójność, sprężystość, lepkość, topliwość) analogów w dużym zakresie kształtowane są przez ilość, formę i rodzaj występującego w nich białka oraz tłuszczu, bądź zamienników tłuszczu (inulina).
METODYKA Proces produkcji analogów sera topionego Przygotowanie r-rów białek serwatkowych oraz inuliny (1%, 2%, 3%), bezwodnego tłuszczu mlecznego odpowiednio (30% lub 25%, 20%, 15%) i kazeiny kwasowej (10%) dodatek topnika (0,8%), ustalenie ph (6,2) homogenizacja w 80 C przez 10 minut rozlewanie do pojemników i chłodzenie przechowywanie przez 24 godz. w temp. 5 C.
Źródło: Tamime A. Processed cheese and analogues: An overview, 2011.
Badania fizykochemiczne reometria rotacyjna reometria oscylacyjna profilowa analiza tekstury test Schreibera Brookfield DV II+ przystawka Helipath (F) stała prędkość wrzeciona V=0,5 obr./min. Badano: lepkość Reometr oscylacyjny RS 300 układ płytka - płytka częstotliwość 0,1 Hz, temp. od 20 do 80ºC Badano: wł. lepkosprężyste (G, G, tg (ᵟ)) Analizator tekstury Badano: TA - XT2i topliwość próbnik cylindryczny o śr. 15 mm, stopień zanurzenia 20 mm prędkość przesuwu głowicy 1 mm/s Badano: twardość, przylegalność, spójność, sprężystość
Analiza koloru (CIELab) Aktywność wody CR-221 Chroma Meter Hygrometer 3 Analiza gęstości Gas pycnometer (AccuPyc 1330)
Badanie mikrostruktury mikroskopia konfokalna mikroskop konfokalny AXIOVERT 200 M Rodamina B i Nile Red (r-r 0,1 % w/w) Badano: mikrostrukturę
Wybrane wyniki badań
Wpływ inuliny na twardość [G] i przylegalność [J] analogów sera topionego o zmniejszonej zawartości tłuszczu - TPA 600 500 f badhesiveness(j) a Hardness (g) 400 300 200 100 e e a b d a c e b c c 0 1200 30% AMF 25% AMF + 1% I 20% AMF + 2% I 15% AMF + 3% I Milk fat and inulin concentration 1000 800 g gh h e f ef 600 400 200 a b a d c cd 0 30% AMF 25% AMF + 1% I 20% AMF + 2% I 15% AMF + 3% I Milk fat and inulin concentration Źródło: Sołowiej B., Glibowski P., Muszyński S., Wydrych J., Gawron A., Jeliński T.: The effect of fat replacement by inulin on physicochemical properties and microstructure of acid casein processed cheese analogues with whey protein polymers. Food Hydrocolloids, 2015, 44, 1-11.
Wpływ inuliny na lepkość [Pa*s] i topliwość (test Schreibera) analogów sera topionego o zmniejszonej zawartości tłuszczu 8000 Viscosity (Pa s) 7000 6000 5000 4000 3000 bc e f e f g cd d e a ab cd 2000 1000 0 30% AMF 25% AMF + 1% I 20% AMF + 2% I 15% AMF + 3% I Schreiber test number 10 9 8 7 6 5 4 3 ef d bc Milk fat and inulin concentrations fg ef b a de bc g ef c 2 1 0 30% AMF 25% AMF + 1% I 20% AMF + 2% I 15% AMF + 3% I Milk fat and inulin concentrations Źródło: Sołowiej B., Glibowski P., Muszyński S., Wydrych J., Gawron A., Jeliński T.: The effect of fat replacement by inulin on physicochemical properties and microstructure of acid casein processed cheese analogues with whey protein polymers. Food Hydrocolloids, 2015, 44, 1-11.
Wpływ inuliny na kolor analogów sera topionego o zmniejszonej zawartości tłuszczu Sample CIE Lab coordinate L a b 1WPP+25AMF+1INL 71.36 ± 0.17 ghi -2.54 ± 0.02 cd 7.51 ± 0.05 bc 1WPP+20AMF+2INL 72.20 ± 0.09 i -2.44 ± 0.03 abc 6.90 ± 0.01 b 1WPP+15AMF+3INL 69.16 ± 0.23 bcd -2.49 ± 0.02 bc 5.74 ± 0.14 a 1WPP+30AMF (control) 73.28 ± 0.29 j -2.37 ± 0.05 a 8.04 ± 0.09 cd 2WPP+25AMF+1INL 65.45 ± 0.59 hi -2.86 ± 0.02 d 8.53 ± 0.09 de 2WPP+20AMF+2INL 68.41 ± 0.26 de -2.88 ± 0.05 ab 6.91 ± 0.28 a 2WPP+15AMF+3INL 65.79 ± 0.32 cde -2.39 ± 0.03 abc 5.81 ± 0.05 a 2WPP+30AMF (control) 71.31 ± 0.29 ef -2.84 ± 0.09 d 9.28 ± 0.53 ef 3WPP+25AMF+1INL 72.11 ± 0.32 a -2.63 ± 0.03 e 8.25 ± 0.12 de 3WPP+20AMF+2INL 69.94 ± 0.21 b -2.41 ± 0.03 e 5.69 ± 0.07 b 3WPP+15AMF+3INL 69.40 ± 0.24 a -2.48 ± 0.03 ab 5.99 ± 0.44 a 3WPP+30AMF (control) 70.09 ± 0.80 fghi -2.62 ± 0.08 e 8.96 ± 0.64 f Background 1.41 ± 0.13 0.30 ± 0.05-0.50 ± 0.05 Źródło: Sołowiej B., Glibowski P., Muszyński S., Wydrych J., Gawron A., Jeliński T.: The effect of fat replacement by inulin on physicochemical properties and microstructure of acid casein processed cheese analogues with whey protein polymers. Food Hydrocolloids, 2015, 44, 1-11.
Wpływ inuliny na gęstość [g*cm3] i aktywność wody analogów sera topionego o zmniejszonej zawartości tłuszczu Sample Density (g cm -3 ) Water activity 1WPP+25AMF+1INL 1.0314 ± 0.0003 c 0.998 ± 0.006 a 1WPP+20AMF+2INL 1.0374 ± 0.0002 e 0.990 ± 0.010 a 1WPP+15AMF+3INL 1.0482 ± 0.0002 j 0.985 ± 0.009 a 1WPP+30AMF (control) 1.0225 ± 0.0003 a 0.990 ± 0.011 a 2WPP+25AMF+1INL 1.0388 ± 0.0004 f 0.989 ± 0.014 a 2WPP+20AMF+2INL 1.0433 ± 0.0003 g 0.991 ± 0.013 a 2WPP+15AMF+3INL 1.0529 ± 0.0004 k 0.990 ± 0.014 a 2WPP+30AMF (control) 1.0266 ± 0.0003 b 0.990 ± 0.011 a 3WPI+25AMF+1INL 1.0443 ± 0.0004 h 0.988 ± 0.005 a 3WPI+20AMF+2INL 1.0469 ± 0.0002 i 0.986 ± 0.013 a 3WPI+15AMF+3INL 1.0584 ± 0.0005 l 0.992 ± 0.008 a 3WPI+30AMF (control) 1.0344 ± 0.0004 d 0.986 ± 0.011 a Źródło: Sołowiej B., Glibowski P., Muszyński S., Wydrych J., Gawron A., Jeliński T.: The effect of fat replacement by inulin on physicochemical properties and microstructure of acid casein processed cheese analogues with whey protein polymers. Food Hydrocolloids, 2015, 44, 1-11.
Mikroskopia konfokalna Źródło: Sołowiej B., Glibowski P., Muszyński S., Wydrych J., Gawron A., Jeliński T.: The effect of fat replacement by inulin on physicochemical properties and microstructure of acid casein processed cheese analogues with whey protein polymers. Food Hydrocolloids, 2015, 44, 1-11.
Podsumowanie Wraz ze wzrostem zawartości białka w produkcie nastąpiło zwiększenie twardości, przylegalności (adhezyjności), spójności, lepkości i gęstości, natomiast zmniejszenie topliwości analogów serów topionych. Częściowe zastąpienie tłuszczu mlekowego inuliną wpłynęło na poprawę tekstury finalnego produktu - zwiększyło topliwość i gęstość, natomiast zmniejszyło twardość i przylegalność analogów sera topionego na bazie kazeiny kwasowej i białek serwatkowych.
Podsumowanie Zastosowanie inuliny miało wpływ na zmianę koloru badanych próbek, natomiast nie wpłynęło na aktywność wody. Mikroskopia konfokalna wykazała, że wieksza twardość analogów wzorcowych (o największej zawartości tłuszczu) w stosunku do pozostałych serów może być spowodowana bardziej intensywnym rozmieszczeniem kuleczek tuszczu w badanej próbce.
Dziękuję za uwagę