środa, 20 styczeń 2021
piątek, 23 sierpień 2019 12:49

Tekstura i właściwości reologiczne jogurtu

Jogurt – charakterystyka

Mleczne napoje fermentowane są znane od dawna i cenione za swoje korzystne właściwości żywieniowe. Ich produkcja opiera się na fermentacji mlekowej, która była stosowana od dawna w przyrządzaniu ukwaszonych napojów z mleka i serwatki. Jest to przede wszystkim jogurt w Bułgarii, kefir na Kaukazie oraz zsiadłe mleko otrzymywane w warunkach domowych. Według FAO/WHO i FIL/IDF mleczne napoje fermentowane są to produkty uzyskiwane z mleka pełnego, częściowo lub całkowicie odtłuszczonego, zagęszczonego albo regenerowanego w proszku, poddanego fermentacji przez mikroorganizmy fermentujące laktozę, obniżające pH i powodujące jego koagulację. Mikroflora ta musi pozostać żywa i aktywna do czasu ostatniego dnia przydatności do spożycia.

Jogurt jest napojem fermentowanym w wyniku działalności mikroflory termofilnej, tj. Lactobacillus delbreuckii ssp. bulgaricus i Streptococcus thermophilus. Spośród wszystkich mlecznych napojów fermentowanych jogurt to produkt, którego spożycie jest na najwyższym poziomie, a oferta rynkowa jest asortymentowo jedną z największych. Jest on uważany za bardzo dobre źródło składników odżywczych i prozdrowotnych przez większość konsumentów, a ich oczekiwania skierowane są w kierunku zwiększenia różnorodności tych produktów. Jogurt od dawna jest znany ze swoich właściwości dobroczynnych, lecz naukowcy starają się ulepszyć jego właściwości funkcjonalne, a także dostarczyć nowe produkty na bazie jogurtu.

Jogurt pod względem spożycia zajmuje pierwsze miejsce spośród wszystkich napojów fermentowanych i jest niezwykle rozpowszechniony w różnych krajach. Może on być produkowany w wielu odmianach, które różnią się od siebie konsystencją, strukturą, przeznaczeniem i sposobem utrwalania.

Podstawowe rodzaje to:

– jogurt płynny: produkowany metodą zbiornikową,

– jogurt stały: produkowany metodą termostatową.

Jogurt jest ceniony przede wszystkim za swoje walory dietetyczne i smakowe. Cechuje go świeży, łagodny, delikatny smak, charakterystyczny jogurtowy aromat, kwasowość waha się w przedziale 4,0-4,5 pH. Dojrzały jogurt ma silny, galaretowaty i spoisty skrzep, który da się kroić w kostkę.

Do wytwarzania napojów fermentowanych używa się zawsze mleka wysokiej jakości z uwagi na duże walory żywieniowe. W jogurcie zawartość suchej masy mieści się w granicach od 9% – w jogurcie tekstura jogurtu2 chudym do ponad 20% – w jogurcie typu greckiego. Wysoka zawartość suchej masy, białka i fosforanów jest powodem zwiększenia jego buforowości i podwyższenia zawartości mikroskładników stymulujących wzrost bakterii, co pociąga za sobą wytwarzanie większej ilości kwasu mlekowego. Dzięki wyższej zawartości białka skrzep jogurtu stałego jest bardziej zwięzły, a jogurtu mieszanego charakteryzuje się wyższą lepkością. Obecność białek jest bardzo istotna, gdyż wpływają one korzystnie na lepkość, mają zdolność wiązania wody, działają jako stabilizatory i ograniczają zjawisko synerezy w czasie przechowywania jogurtu w niskich temperaturach.

Podczas procesu fermentacji, który jest przeprowadzany przez bakterie mlekowe, wytwarzają się liczne związki mające wpływ na zapach i smak mlecznych napojów fermentowanych. Głównym składnikiem tworzącym aromat jogurtu jest aldehyd octowy i diacetyl, w mniejszym stopniu są to: kwas octowy, propionowy, mrówkowy, masłowy i związki karbonylowe. Na cechy smakowo-zapachowe jogurtu ma wpływ przede wszystkim rodzaj użytych bakterii fermentacji mlekowej, a także zawartość lotnych związków i ich wzajemny stosunek oraz proces produkcji. Bakterie jogurtowe Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus i Streptococcus thermophilusz uwagi na specjalną ich selekcję wytwarzają specyficzne dla jogurtu związki, a ponadto odznaczają się współzależnością symbiotyczną.

Najistotniejszą właściwością dla wszystkich typów jogurtów jest zwięzłość skrzepu. Jest ona uwarunkowana m.in. rodzajem mleka, ogrzewaniem, homogenizacją, pH i stosowaniem różnych dodatków.

Tekstura

Tekstura żywności według standardów ISO określa wszystkie cechy mechaniczne, geometryczne oraz powierzchniowe, które odbierane są za pomocą receptorów dotykowych, mechanicznych, wzrokowych czy też słuchowych. Jest to złożona i odczuwana przez szereg zmysłów cecha sensoryczna związana bezpośrednio ze strukturą żywności.

Wśród parametrów tekstury możemy wyróżnić trzy główne, takie jak:

• mechaniczne – reakcja próbek produktów na oddziaływanie sił fizycznych,

• geometryczne – związane z kształtem, wielkością oraz rozmieszczeniem cząstek w produktach,

• powierzchniowe – obecność wody i/lub tłuszczu w produkcie oraz sposobem uwalniania się ich z próbki.

Na teksturę mlecznych napojów fermentowanych wpływ ma wiele czynników. Przede wszystkim jest to zawartość suchej masy w produkcie. Z kolei obróbka cieplna powoduje wzrost twardości oraz ograniczenie ilości wydzielanej serwatki. Należy również zaznaczyć, że homogenizacja poprawia konsystencję, zwiększa twardość i lepkość produktu. Na teksturę może wpływać również rodzaj użytej szczepionki, jej właściwości proteolityczne czy zdolność wytwarzania egzopolisacharydów, jak również dodatek stabilizatorów, który poprawia konsystencję i ogranicza synerezę. Ponadto warunki przechowywania, chłodzenie, metoda produkcji oraz warunki inkubacji wywierają istotny wpływ na teksturę mlecznych napojów fermentowanych. Zawartość składników suchej masy, zwłaszcza białka, wpływa w sposób istotny na konsystencję produktu gotowego.

Spoistość (spójność) to cecha mechaniczna, która związana jest ze stopniem do jakiego da się odkształcić, ale nie złamać daną substancję. Określana jest także jako siła i rodzaj wiązań wewnątrz produktu, które utrzymują go w całości. Współczynnik lepkości (lepkość) to reprezentacja płynności produktu pod wpływem siły, która została do niego przyłożona. Zwięzłość w teście ekstruzji wstecznej czy twardość w teście TPA (texture profile analysis) definiowana jest jako siła którą należy przyłożyć do próbki, aby doszło do określonego stopnia deformacji. Niektórzy badacze określają konsystencję jako jeden z najważniejszych parametrów podczas oceny sensorycznej jogurtów. To na nią konsumenci zwracają uwagę decydując się na zakup jogurtu. W przemyśle mleczarskim dokonuje się modyfikacji konsystencji, najczęściej przez wspomniane już wcześniej dodatki rożnych proszków mlecznych.

Najnowsze badania pokazują, że największą popularnością wśród młodzieży cieszą się mleka fermentowane takie jak jogurt i kefir. Około 40% ankietowanych w tym studentek i studentów Wrocławia, zadeklarowało regularne spożywanie jogurtów w swojej diecie. Wybór swój uzasadniali przede wszystkim walorami odżywczymi, jak również korzystną w ich odczuciu teksturą tych produktów mlecznych.

Tym samym uzasadnione jest stwierdzenie że: „Tylko bowiem w naszych ustach da się odczuć i zanalizować jednocześnie cały kompleks wrażeń teksturalnych i jedynie mózg człowieka potrafi je zinterpretować i włączając psychofizjologiczną reakcję organizmu, dać odpowiedź na pytanie, czy tekstura danego produktu jest przyjemna i pożądana”.

Tekstura to odczucie sensoryczne struktury żywności oraz sposobu w jaki dana struktura reaguje na siły na nią działające. Odgrywa bardzo ważną rolę w produktach mlecznych, takich jak mleka fermentowane. Jest ona jedną z cech decydujących o akceptacji i ocenie produktu przez konsumenta. Producenci poprzez modyfikacje zarówno składu szczepionek, zawartości suchej masy w produkcie, jak też dodatku różnych komponentów smakowych mogą wpływać na konsystencję mlecznych napojów fermentowanych.

Reologia

Emulsje spożywcze są produktami złożonymi pod względem składu, a także struktury. Mogą one wykazywać odmienne właściwości reologiczne, zaczynając od emulsji o niskiej lepkości, takich jak mleko czy mleczne napoje, a kończąc na produktach będących ciałami stałymi takich jak masło czy margaryna. Mleczne napoje fermentowane są emulsją typu o/w, w której to kropelki tłuszczu stanowią fazę olejową, a fazę wodną białka, cukry oraz sole mineralne.

Mleczne napoje fermentowane uznawane są za ciecze nieniutonowskie, lepkosprężyste, pseudoplastyczne, przejawiają granicę płynięcia i zachowanie zależne od czasu oraz rozrzedzane ścinaniem. Posiadają one strukturę żelu, która rozwija się podczas fermentacji. Dzięki temu żel wykazuje zależność lepkości od czasu i szybkości ścinania. Badania reologiczne pozwalają uzyskać informacje o właściwościach związanych z konsystencją mlecznych napojów fermentowanych, co w konsekwencji rzutuje nie tylko na ocenę konsumencką, ale także na zachowanie produktu w czasie operacji technologicznych.

Mleczne napoje fermentowane ze względu na swą złożoność pod względem składu jak i metody produkcji posiadają różnorakie właściwości reologiczne. Na sklepowych półkach widzimy zarówno jogurty płynne, półpłynne jak i stałe, co spowodowane jest zróżnicowanymi wymaganiami wśród potencjalnych konsumentów. Reologia to cecha tekstury, która odbierana jest przez ludzi jako wrażenie mechaniczne, dotykowe, słuchowe i wzrokowe.

Badania reologiczne wykonywane są w celu ukształtowania właściwości produktu tak, aby spełniał wymogi klienta, dopasowywał się do jego potrzeb, a także w celach zaprojektowania odpowiednich instalacji i procesów służących do ciągłej kontroli jakości.

Jogurt jest produktem powstającym z mleka o zwiększonej zawartości suchej masy, co w przemyśle spożywczym uzyskuje się na różne sposoby, m.in. przez: odparowanie wody, zagęszczenie w aparacie wyparnym, odwróconej osmozy, ultrafiltracji czy także poprzez dodatek proszku mlecznego lub zastąpienie części proszku mlecznego białkami serwatkowymi. Ten ostatni sposób jest korzystny ze względów żywieniowych gdyż dostarcza aminokwasów siarkowych jak cysteina czy metionina, oraz wszystkie aminokwasy egzogenne. Jest to także jedna z najtańszych metod zwiększania zawartości suchej masy w jogurtach.

Z punktu widzenia reologii, jogurt to produkt płynny o charakterze cieczy, która rozrzedzana jest przez ścinanie co oznacza, że w miarę przyrostu prędkości ścinania lepkość cieczy zmniejsza się. Posiada on właściwości płynu, którego charakter jest zmienny w zależności od czasu. Przeprowadzono pomiary, którymi udowodniono, że właściwości sprężyste przewyższają właściwości lepkie. Zwiększenie zawartości suchej masy w jogurtach poprzez dodatek wybranych białek mleka powodowało ogólną tendencję wzrostową lepkości w produktach. Im większy stosowany był procentowy udział białek tym ta lepkość się zwiększała, z wyjątkiem 4% dodatku WPC (koncentratu białek serwatkowych – ang. whey protein concentrate) i odtłuszczonego mleka w proszku.

Jako lepkość rozumie się opór jaki występuje podczas przesuwania się warstw cieczy względem siebie. Lepkość, czyli tarcie wewnętrzne płynu jest właściwością wszystkich cieczy i może być określana na podstawie czasu jej wypływu przez otwór o stałej, niewielkiej średnicy, przy zachowaniu stałej temperatury. Jest mechaniczną cechą tekstury powiązaną z opornością na płynięcie. Wraz ze wzrostem ścinania maleje lepkość pozorna. Lepkość mleka, a tym samym i płynność nie są wielkością stałą, gdyż są zależne od składu i właściwości mleka. Lepkość jest zależna od tego, jak bardzo są rozproszone cząsteczki cieczy. Największy wpływ na lepkość ma charakter roztworu koloidalnego, a także stan fizykochemiczny mleka. Spośród wszystkich składników obecnych w mleku najbardziej istotny jest kompleks kazeinowo-fosforanowo-wapniowy. Następnie na lepkość wpływa tłuszcz, fosforany koloidalne, pozostałe białka oraz inne składniki mleka. W okresie podwyższonej zawartości białka w mleku następuje wzrost lepkości jogurtu i odwrotnie. Wyższa zawartość białka powoduje większą zwięzłość skrzepu jogurtu stałego lub wzrost lepkości jogurtu mieszanego.

Białko wywiera największy wpływ na lepkość mleka, nieco mniejszy wpływ ma tłuszcz i jego stan rozproszenia. Wraz ze wzrostem zawartości tłuszczu zwiększa się lepkość, ale nie obserwuje się tu wyraźnej zależności, tak jak to ma miejsce w przypadku suchej masy. Z racji dużych indywidualnych odchyleń ilości tłuszczu w mleku obserwuje się większe odchylenia wartości lepkości w mleku pełnym niż w mleku odtłuszczonym. Związki tworzące roztwory właściwe, takie jak laktoza, mają najmniejszy wpływ na lepkość. Gazy obecne w mleku obniżają lepkość jedynie w niewielkim stopniu. Mleko pozyskiwane rano ma najniższą lepkość, lecz różnica w poziomie tej cechy dla mleka z rannego doju a z wieczornego jest większa niż by na to wskazywała zawartość tłuszczu. Na ogół czynniki wpływające na zmianę składu mleka wpływają również na lepkość. Temperatura mleka ma bezpośredni wpływ na lepkość, bo wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się lepkość, a wzrasta płynność. Natomiast kwasowość mleka nie oddziałuje na lepkość, aż do momentu osiągnięcia punktu izoelektrycznego, w którym wzrasta ona gwałtownie.

Obok walorów smakowych jak i odżywczych o akceptacji jogurtu decyduje także charakterystyka ilościowa przy pomocy parametrów reologicznych. W przemysłowej technologii przetwórczej stosowane są różne operacje jednostkowe, podczas których jogurt poddawany jest działaniu sił ścinających poprzez co dochodzi do zmian w strukturze cieczy,  a zmiany te wyrażają się zmianami charakterystyk reologicznych. Jogurt w pojęciu reologicznym jest nazywany żelem spożywczym. Mleczne napoje fermentowane pod względem cech reologicznych są układami złożonymi, których właściwości ulegają zmianom w czasie, najczęściej w niekorzystnym kierunku. Zmianom tym można częściowo zapobiegać przechowując produkty w warunkach chłodniczych, co ogranicza aktywność metaboliczną bakterii.

Katarzyna Liszka

Skomentuj

Upewnij się, że zostały wprowadzone wszystkie wymagane informacje oznaczone gwiazdką (*). Kod HTML jest niedozwolony.

Najlepsi dostawcy i producenci maszyn, przypraw, chemii przemysłowej i opakowań zamieszczają swoje reklamy na naszych łamach. Firma WOMAT zajmuje się również kompleksową obsługą medialną i reklamową podmiotów gospodarczych. Zapewniamy wykonanie zlecenia - od projektu do ostatecznej realizacji.

Newsletter

Najważniejsze informacje Cie nie ominą...

Nie spamujemy, też nie lubimy spamu....

Please publish modules in offcanvas position.