Niska-masnoća ≠ Neukusna: Mehanizam kompenzacije teksture emulgatora u hrani sa smanjenom{1}}masnoćom

Potaknut globalnim valom zdrav-osviještene konzumacije, "malo-masnoća" postala je jedna od najpopularnijih ključnih riječi u prehrambenoj industriji. Međutim, svatko tko je probao malo{3}}masni sir, malo-kolačiće ili-masne kobasice zna neugodnu istinu: kada se masnoća ukloni, hrana često postaje suha, tvrda i blijeda-poput kartona za žvakanje. Razlog za to nije kompliciran. Masnoća igra višestruku ulogu u hrani: ne samo da daje energiju nego, što je još važnije, daje ugodan osjećaj u ustima, bogat okus i ugodnu teksturu. Kada se mast jednostavno ukloni bez ikakvih kompenzacijskih mjera, kvaliteta proizvoda naglo opada.

Ovo postavlja naizgled kontradiktorno pitanje: može li hrana istovremeno biti "malo{0}}masna" i "ukusna"? Odgovor je da. U modernoj znanosti o hrani,kompenzacija teksturerazvijen je upravo kako bi riješio ovu dilemu-upotrebom funkcionalnih sastojaka za simulaciju ili čak "prevaru" naših osjetila uz smanjenje masnoće, tako da proizvodi s-niskom{1}}masnošću i dalje imaju teksturu i osjećaj u ustima slične punomasnim-proizvodima. Među različitim pristupima kompenzacije teksture,emulgatoriigraju nezamjenjivu središnju ulogu.

Kompenzacija teksture, jednostavnim rječnikom, odnosi se na dodavanje specifičnih sastojaka hrane kako bi se "zamijenile" ili "simulirale" funkcije koje mast obavlja u hrani kada se sadržaj masti smanji, čime se održava ukupna kvaliteta proizvoda. A emulgatori su "glavna snaga" na tom polju.

Da bismo razumjeli zašto emulgatori mogu "nadoknaditi" gubitak masti, prvo moramo razumjeti što točno mast radi u hrani. Masnoća nije samo "ulje"-ona igra izrazito različite uloge u različitim prehrambenim sustavima.

Upekarski proizvodi, masnoća "podmazuje" mrežu glutena, čineći tijesto mekim i lakim za rukovanje, dok pomaže zadržati vlagu i spriječiti isušivanje i stvrdnjavanje kruha. Kada se masnoća smanji, mreža glutena gubi podmazivanje, tijesto postaje suho i tvrdo, a kruh se isušuje, postaje krt i mrvi se. Usladoled, mast je odgovorna za stabilizaciju mjehurića zraka, sprječavanje rasta kristala leda i pružanje glatkog, kremastog osjećaja u ustima. Nakon smanjenja masnoće, sladoled ima tendenciju stvaranja velikih kristala leda, što rezultira grubom, ledenom teksturom i značajno smanjenom otpornošću na topljenje. Umesnih proizvoda, masnoća (kao što je svinjska leđna mast) daje kobasicama i mesnim okruglicama sočnu teksturu i nježan osjećaj u ustima dok pomaže u zadržavanju vlage. Nakon smanjenja masnoće, mesni proizvodi postaju suhi, žilavi i gumenasti, znatno smanjenog okusa. Unamazi i majoneza, masnoća daje glatku teksturu koja se može razmazati i bogat, uljast osjećaj u ustima. Nakon smanjenja masnoće, namaz postaje rijedak, gubi tijelo i čak može doći do odvajanja ulja-vode.

Dakle, glavni izazov s kojim se suočava hrana s-smanjenim udjelom masnoće nije samo "manje ulja", već to što je cijela tekstura, osjećaj u ustima i struktura okusa prehrambenog sustava poremećena. Ovdje emulgatori stupaju na scenu-oni ne samo da "zamjenjuju" masnoću, već obnavljaju kvalitetu hrane sa smanjenom{3}}masnošću kroz niz preciznih međufaznih i strukturnih regulacija.

Sposobnost emulgatora da igraju "kompenzatorsku" ulogu u hrani sa smanjenim-masnoćama oslanja se na njihove jedinstvene molekularne strukture i višestruke mehanizme djelovanja. Molekule emulgatora posjedujuamfifilnost-jedan kraj je hidrofilan (voli-vodu), a drugi kraj je lipofilan (voli-ulje). Ovo "-dvolično" svojstvo omogućuje im da se pozicioniraju na sučeljima ulja-vode i komuniciraju s drugim komponentama hrane (kao što su škrob i proteini). U hrani s-manjim udjelom masti, emulgatori nadoknađuju gubitak funkcije masti primarno putem sljedeća četiri mehanizma:

1 Mehanizam 1: Jačanje mreže glutena-Kompenzacija strukturnog gubitka u pekarskim proizvodima

U pekarskim proizvodima kao što su kruh i kolači, važna funkcija masti je "podmazivanje" proteina glutena, čineći tijesto rastezljivijim dok pomaže mreži glutena da zadrži plin tijekom pečenja. Kada se masnoća smanji, mreža glutena postaje suha i neelastična, što dovodi do lošeg rukovanja tijestom, smanjenog volumena kruha i grube teksture.

Otopina emulgatora: Emulgatori kao što su SSL i DATEM mogu izravno stupiti u interakciju s proteinima glutena putem elektrostatskih interakcija i vodikovih veza, povezujući-raspršeni glutenin i glijadin u gustu, uređenu tro-dimenzionalnu mrežu. Ova mreža ne samo da nadoknađuje nedostatak podmazivanja uzrokovan smanjenjem masnoće, već također čini tijesto jačim i elastičnijim-čak i boljim u zadržavanju plina nego-punomasno tijesto. DATEM može povećati specifični volumen kruha za 20%-30%, što ga čini najučinkovitijim učvršćivačem tijesta u kruhu sa smanjenom{10}}masnošću. U studiji o muffinima s-masnoćom, muffini s-sa smanjenom{12}}masnošću koji su sadržavali SSL i DATEM bili su znatno manje čvrsti od drugih skupina sa smanjenom{13}}masnoćom, zadržali su malo više vlage i nisu pokazivali značajnu razliku u volumenu u usporedbi s kontrolom, dok su druge skupine sa smanjenim udjelom masnoće pokazale značajno smanjenje volumena. Studija je također otkrila da su SSL i DATEM značajno odgodili stopu retrogradacije škroba, produžujući rok trajanja proizvoda.

2 Mehanizam 2: Stvaranje kompleksa sa škrobom-Odgađanje stajanja i održavanje mekoće

Kod pekarskih proizvoda i proizvoda od žitarica, jedan od najuočljivijih problema nakon smanjenja masnoće je ubrzano ustajanje proizvoda-kruh se stvrdne, kolačići se raspadaju. To se događa jer nedostatak masnoće čini molekule škroba sklonijima retrogradaciji (rekristalizaciji), a vlaga se također lakše gubi.

Otopina emulgatora: GMS je stručnjak u ovom području. Njegova linearna molekularna struktura može ući u spiralnu unutrašnjost želatinizirane amiloze, stvarajući stabilne netopljive komplekse sa škrobom, čime se učinkovito inhibira retrogradacija škroba i produžuje mekoća proizvoda i rok trajanja. U proizvodnji kolačića istraživači su pomiješali GMS sa SSL-om i DATEM-om, optimizirajući proporcije korištenjem metodologije odgovorne površine za poboljšanje teksture kolačića, tvrdoće i izgleda. U pečenju s malo-masnoće, GMS se često koristi u kombinaciji sa SSL-om ili DATEM-om za postizanje dvostrukih ciljeva "povećanja volumena" i "produljene svježine".

3 Mehanizam 3: Stabiliziranje ulja{2}}u-vodenim emulzijama-Obnavljanje kremastog osjećaja u ustima

U sustavima ulja{0}}u-vodi kao što su sladoled, vrhnje i napitci od biljnih proteina, masnoća se raspršuje kao sitne kapljice u vodenoj fazi, tvoreći stabilne emulzije. Kada se masnoća smanji, stabilnost emulzije opada, kapljice masti imaju tendenciju spajanja i izdizanja na površinu, što rezultira grubom teksturom i bljutavim osjećajem u ustima.

Otopina emulgatora: Emulgatori kao što su GMS, polisorbat 80 (Tween 80) i PGE adsorbiraju se na površine kapljica masti, tvoreći guste međupovršinske filmove koji sprječavaju koalescenciju kapljica putem elektrostatskog odbijanja i steričkih prepreka. Osim toga, tijekom zamrzavanja, neki emulgatori mogu istisnuti prirodne proteine ​​s površina kapljica masti, potičući djelomičnu koalescenciju masti-što je ključni korak u formiranju stabilnih struktura pjene. U sladoledu s -niskom masnoćom, mješavina GMS-a i Tweena 80 (optimalni dodatak 0,1%) značajno poboljšava otpornost na prelijevanje i topljenje. PGMS se obično koristi u kombinaciji s GMS-om za povećanje stabilnosti i teksture mekog-posluživanja i malo{10}}masnog sladoleda. U kremama za mazanje s niskim-mastom, SSL se koristi za zamjenu masnoće, poboljšavajući čokoladni cvijet i zrnatost dok poboljšava osjećaj u ustima.

4 Mehanizam 4: Izrada strukturiranih emulzija-Simulacija tro{3}}dimenzionalne mreže masti

Ovo je najbrže-rastući i najinovativniji mehanizam naknade posljednjih godina. Tradicionalni emulgatori stabiliziraju samo sučelja ulje-voda, dok nove tehnologije strukturirane emulzije (kao što su emulzijski gelovi, oleogeli i Pickering emulzije s visokom unutarnjom fazom) mogu formirati tro-dimenzionalne mrežne strukture u kontinuiranoj fazi koristeći emulgatore ili koloidne čestice, "zaključavajući" biljno ulje unutar mreže gela radi simulacije reoloških svojstava i osjećaj čvrste masti u ustima. Emulzijski gelovi razvijeni pomoću komine klementine (prirodnog materijala bogatog polisaharidima i proteinima) kao čistog-agensa za strukturiranje naljepnica mogu zamijeniti tradicionalne plastične masnoće u pekarskim, slastičarskim i proizvodima za mazanje, a istovremeno smanjuju ukupni sadržaj masti. Druga je studija otkrila da je upotreba Pickering emulzija s visokom unutarnjom fazom za zamjenu životinjske masti u proizvodima od mljevenog mesa, pri 100% omjeru zamjene, povećala učinak kuhanja sa 75,53% na 89,47%, poboljšala tvrdoću, elastičnost i sposobnost žvakanja te povećala probavljivost proteina s povećanjem omjera zamjene.

U hrani s-manjim udjelom masti različiti emulgatori imaju različite snage. Sljedeća sustavna usporedba pokriva najčešće korištene emulgatore:

Vodič za odabir:

• Ako je temeljni problem brzo odstajanje i stvrdnjavanje u pekarskim proizvodima s-masnošću→ OdaberiteGMS
• Ako je temeljni problem loše rukovanje tijestom i mali volumen u proizvodima s-masnošću→ OdaberiteSSLiliDATUM
• Ako je temeljni problem gruba tekstura i veliki kristali leda u sladoledu s-niskom masnoćom→ OdaberiteGMS + Tween 80 mješavinailiPGMS + GMS kombinacija
• Ako je temeljni problem loš protok i osjećaj u ustima čokolade s-masnošću→ OdaberitePGPR

U hrani sa-manjim udjelom masti jedan emulgator često ne može istodobno nadoknaditi sve gubitke kvalitete uzrokovane smanjenjem udjela masti. Stoga je miješanje ključna strategija za postizanje optimalne kompenzacije teksture.

• Pekara-smanjenog unosa masti (kruh, kolači) : GMS + SSL ili GMS + DATEM. GMS se fokusira na očuvanje protiv -ustajanja, dok SSL ili DATEM upravljaju povećanjem volumena i jačanjem glutena. Zajedno postižu dvostruke ciljeve "velikog volumena" i "dugotrajne svježine". U mekim keksima s malo-masti, SSL je imao najveći učinak na promjer (povećanje promjera za 2 mm pri koncentraciji od 0,5%), DMG je pozitivno utjecao na dugi promjer, a DATEM je imao najveći učinak na teksturu-kako se DATEM povećavao, tekstura biskvita postajala je mekša. To znači da svaki emulgator ima različite snage, a znanstveno miješanje postiže najbolje ukupne rezultate.
• Sladoled s malo-masti: GMS + Tween 80 mješavina. U sladoledu s-niskom masnoćom, mješavina GMS-a i Tweena 80 (optimalni dodatak 0,1%) značajno poboljšava otpornost na prelijevanje i topljenje. PGMS se obično koristi u kombinaciji s GMS-om za povećanje stabilnosti i bolje teksture mekog-posluživanja i malo-masnog sladoleda.
• Mesni proizvodi sa-manjim udjelom masti: Pre-tehnologija emulzije. Pre-emulgiranje biljnog ulja s emulgatorima (kao što je natrijev kazeinat ili izolat sojinog proteina) kako bi se stvorila pre-emulzija, a zatim se koristila za zamjenu dijela životinjske masti, ključna je strategija za kompenzaciju teksture u mesnim proizvodima sa smanjenom-masnošću. Istraživanja pokazuju da upotrebom-pre-emulzije sojinog ulja-pripremljene ultrazvukom, kada omjer zamjene prelazi 50%, elastičnost hrenovki s niskim-masnostima ne pokazuje značajnu razliku u odnosu na kontrolu, dok su kohezivnost i otpornost čak značajno viši od kontrole. Gubitak kuhanjem i prešanjem niži su od kontrole, uz značajno poboljšano zadržavanje vode i ulja. Druga je studija pokazala da korištenje mješavine maslinovog ulja, suncokretovog ulja i ulja kanole emulgiranih s ne-sistemima proteina iz mesa kao što je natrijev kazeinat za zamjenu svinjske leđne masti smanjuje sadržaj zasićenih masnih kiselina za 19,3%, dok se povećava tvrdoća, elastičnost i sposobnost žvakanja.
• Smanjeno-masno širenje: Emulzija celuloznog etera. Namazi sa smanjenom{1}}masnošću pripremljeni s bezvodnom mliječnom masti i celuloznim eterima, koji se sastoje od 47% bezvodne mliječne masti, vode i 2% celuloznog etera, pokazuju dobru mazivost i na hlađenju i na sobnoj temperaturi, s fizičkim izgledom sličnim maslacu, ali su mekše konzistencije.

Hrana sa-manjim udjelom masti ne mora žrtvovati okus. Kroz znanstveni odabir i miješanje emulgatora, cilj kvalitete "malo-masnoće ≠ neukusan" u potpunosti je dostižan.

GMS je glavni oslonac protiv-ustajanja, održavanje mekoće u pečenju sa smanjenom-masnoćom;SSL je svestrani igrač za jačanje glutena i očuvanje svježine, povećanje volumena i poboljšanje teksture u kruhu i kolačima s-smanjenom masnoćom;DATEM je šampion u jačanju tijesta, izuzetno dobro radeći u tostu s-smanjenom masnoćom i smrznutom tijestu;mješavina GMS-a s Tweenom 80 ili PGMS-omje klasično rješenje za postizanje glatke teksture u sladoledu s-niskom masnoćom; ipred{0}}tehnologija emulzijepruža učinkovit tehnički put za kompenzaciju teksture u mesnim-proizvodima sa smanjenom masnoćom.

Razumijevanje karakteristika svakog emulgatora i odabir odgovarajućeg pojedinačnog emulgatora ili mješavine na temelju vrste proizvoda temeljna je tehnologija za pravljenje hrane sa smanjenim-masnostima "zdrave" i "ukusne". Hrana s-masnošću budućnosti sve će se više oslanjati na sinergijske učinke ovih "stručnjaka za kompenzaciju teksture", omogućujući potrošačima da uživaju u ukusnoj hrani bez ugrožavanja zdravlja.