Nizka-maščoba ≠ Neokusna: Mehanizem kompenzacije teksture emulgatorjev v živilih z manj-maščobami

Zaradi svetovnega vala zdrav-ozaveščenega uživanja je "nizka-maščoba" postala ena najbolj priljubljenih ključnih besed v prehrambeni industriji. Vendar pa vsakdo, ki je poskusil nizko-masten sir, malo-mastne piškote ali-mastne klobase, pozna nerodno resnico: ko maščobo odstranimo, postane hrana pogosto suha, trda in mehka-kot žvečilni karton. Razlog za to ni zapleten. Maščoba ima v hrani več vlog: ne le zagotavlja energijo, ampak, kar je še pomembneje, daje gladek občutek v ustih, bogat okus in prijetno teksturo. Ko maščobo preprosto odstranimo brez kakršnih koli kompenzacijskih ukrepov, se kakovost izdelka močno zmanjša.

To sproža na videz protislovno vprašanje: ali lahko hrana hkrati doseže "nizko{0}}maščobno" in "okusno"? Odgovor je pritrdilen. V sodobni znanosti o hrani,kompenzacija tekstureje bil razvit prav za rešitev te dileme-z uporabo funkcionalnih sestavin za simulacijo ali celo »prevaro« naših čutov ob zmanjševanju maščobe, tako da imajo izdelki z nizko-maščobami še vedno teksturo in občutek v ustih, ki sta podobna polnomastnim-izdelkom. Med različnimi pristopi kompenzacije teksture,emulgatorjiigrajo nenadomestljivo ključno vlogo.

Kompenzacija teksturePreprosto povedano, se nanaša na dodajanje posebnih živilskih sestavin za "nadomeščanje" ali "simulacijo" funkcij, ki jih opravlja maščoba v hrani, ko se vsebnost maščobe zmanjša, s čimer se ohrani splošna kakovost izdelka. In emulgatorji so na tem področju »glavna sila«.

Da bi razumeli, zakaj lahko emulgatorji "kompenzirajo" izgubo maščobe, moramo najprej natančno razumeti, kaj maščoba počne v hrani. Maščoba ni samo "olje"-, temveč igra izrazito različne vloge v različnih prehranjevalnih sistemih.

noterpekovski izdelki, maščoba "podmazuje" glutensko mrežo, zaradi česar je testo mehko in enostavno za rokovanje, hkrati pa pomaga zadrževati vlago in preprečuje izsušitev in strditev kruha. Ko se maščoba zmanjša, mreža glutena izgubi mazljivost, testo postane suho in trdo, kruh pa se izsuši, postane krhek in se drobi. notersladoled, je maščoba odgovorna za stabilizacijo zračnih mehurčkov, zaviranje rasti ledenih kristalov in zagotavlja gladek, kremast občutek v ustih. Po zmanjšanju maščobe se v sladoledu razvijejo veliki ledeni kristali, kar ima za posledico grobo, ledeno teksturo in znatno zmanjšano odpornost proti taljenju. notermesni izdelki, maščoba (kot je svinjska hrbtna mast) daje klobasam in mesnim kroglicam sočno strukturo in nežen občutek v ustih, hkrati pa pomaga ohranjati vlago. Po zmanjšanju maščobe postanejo mesni izdelki suhi, žilavi in ​​gumijasti, z občutno oslabljenim okusom. noternamazi in majoneza, maščoba zagotavlja gladko, mazljivo teksturo in bogat, masten občutek v ustih. Po zmanjšanju maščobe namaz postane redek, brez telesa in lahko pride celo do ločevanja olja-vode.

Glavni izziv, s katerim se soočajo živila z manj{0}}maščobami, torej ni le »manj olja«, temveč to, da je porušena celotna tekstura, občutek v ustih in struktura okusa prehranskega sistema. Tu pridejo v poštev emulgatorji-, ki ne samo »nadomeščajo« maščobe, temveč obnovijo kakovost živil z zmanjšano{3}}maščobno maso z nizom natančnih površinskih in strukturnih regulacij.

Sposobnost emulgatorjev, da igrajo "kompenzacijsko" vlogo v živilih z zmanjšano-maščobo, je odvisna od njihove edinstvene molekularne strukture in številnih mehanizmov delovanja. Molekule emulgatorja imajoamfifilnost-en konec je hidrofilen (-ljubi vodo), drugi konec pa je lipofilen (-ljubi olje). Ta »dvolična« lastnost jim omogoča, da se postavijo na meje olja-vode in sodelujejo z drugimi sestavinami hrane (kot sta škrob in beljakovine). V živilih z zmanjšano-maščobo emulgatorji kompenzirajo izgubo maščobne funkcije predvsem z naslednjimi štirimi mehanizmi:

1 Mehanizem 1: Krepitev mreže glutena-Kompenzacija strukturne izgube v pekovskih izdelkih

Pri pekovskih izdelkih, kot sta kruh in pecivo, je pomembna funkcija maščobe, da "podmazuje" glutenske beljakovine, zaradi česar je testo bolj raztegljivo, hkrati pa pomaga mreži glutena zadrževati plin med peko. Ko se maščoba zmanjša, mreža glutena postane suha in neelastična, kar povzroči slabo obdelavo testa, zmanjšan volumen kruha in grobo strukturo.

Raztopina emulgatorja: Emulgatorji, kot sta SSL in DATEM, lahko neposredno sodelujejo z beljakovinami glutena prek elektrostatičnih interakcij in vodikovih vezi, navzkrižno-povezujejo razpršen glutenin in gliadin v gosto, urejeno-tridimenzionalno mrežo. Ta mreža ne le kompenzira pomanjkanje mazanja, ki ga povzroči zmanjšanje maščobe, ampak tudi naredi testo močnejše in bolj elastično-celo bolje pri zadrževanju plinov kot-polnomastno testo. DATEM lahko poveča specifično prostornino kruha za 20 %-30 %, zaradi česar je najučinkovitejši krepilec testa v kruhu z manj{10}}maščobami. V študiji o kolačkih z nizko-maščobami so bili kolački z zmanjšano-maščobami, ki so vsebovali SSL in DATEM, znatno manj čvrsti kot druge skupine z zmanjšano-maščobami, zadržali so nekoliko več vlage in niso pokazali pomembne razlike v volumnu v primerjavi s kontrolo, medtem ko so druge skupine z manj{13}}maščobami pokazale znatno zmanjšanje volumna. Študija je tudi ugotovila, da sta SSL in DATEM znatno upočasnila stopnjo retrogradacije škroba in tako podaljšala rok uporabnosti izdelka.

2 Mehanizem 2: kompleksiranje s škrobom-zakasnitev zastajanja in ohranjanje mehkobe

Pri pekovskih izdelkih in žitnih izdelkih je ena najopaznejših težav po zmanjšanju maščobe pospešeno zastajanje izdelkov-kruh se strdi, piškoti se drobijo. To se zgodi zato, ker so zaradi odsotnosti maščobe molekule škroba bolj nagnjene k retrogradaciji (rekristalizaciji), hkrati pa se tudi vlaga lažje izgubi.

Raztopina emulgatorja: GMS je strokovnjak na tem področju. Njegova linearna molekularna struktura lahko vstopi v spiralno notranjost želatinirane amiloze in tvori stabilne netopne komplekse s škrobom, s čimer učinkovito zavira retrogradacijo škroba ter podaljša mehkobo izdelka in rok uporabnosti. Pri izdelavi piškotkov so raziskovalci zmešali GMS s SSL in DATEM ter optimizirali razmerja z metodologijo odzivne površine za izboljšanje teksture, trdote in videza piškotkov. Pri peki z malo-maščobe se GMS pogosto uporablja v kombinaciji s SSL ali DATEM za doseganje dvojnih ciljev "povečana prostornina" in "podaljšana svežina".

3 Mehanizem 3: Stabilizacija emulzije olja-v-vodi-Obnovitev kremastega ustnega občutka

V sistemih olja{0}}v-vodi, kot so sladoled, smetana in rastlinske beljakovinske pijače, je maščoba razpršena kot drobne kapljice v vodni fazi in tvori stabilne emulzije. Ko se maščoba zmanjša, se stabilnost emulzije zmanjša, maščobne kapljice se združijo in dvignejo na površino, kar ima za posledico grobo teksturo in blag občutek v ustih.

Raztopina emulgatorja: Emulgatorji, kot so GMS, polisorbat 80 (Tween 80) in PGE, se adsorbirajo na površine maščobnih kapljic in tvorijo goste medfazne filme, ki preprečujejo koalescenco kapljic zaradi elektrostatičnega odboja in steričnih ovir. Poleg tega lahko nekateri emulgatorji med zamrzovanjem izpodrinejo naravne beljakovine s površin maščobnih kapljic, kar spodbuja delno združevanje maščob-, kar je ključni korak pri oblikovanju stabilnih penastih struktur. V sladoledu z nizko -maščobo mešanica GMS in Tween 80 (optimalen dodatek 0,1 %) znatno izboljša odpornost proti prelivanju in taljenju. PGMS se običajno uporablja v kombinaciji z GMS za povečanje stabilnosti in teksture mehkega-postreženega in nizko{10}}maščobnega sladoleda. V smetani za namazanje z nizko{12}}maščobo se SSL uporablja za nadomeščanje maščobe, izboljšanje razcveta in zrnatosti čokolade, hkrati pa izboljša občutek v ustih.

4 Mehanizem 4: Izdelava strukturiranih emulzij-Simulacija tri{3}}dimenzionalne mreže maščob

To je najhitreje-rastoči in najbolj inovativen mehanizem nadomestil v zadnjih letih. Tradicionalni emulgatorji stabilizirajo le vmesnike olje-voda, medtem ko lahko nove strukturirane emulzijske tehnologije (kot so emulzijski geli, oleogeli in emulzije Pickering z visoko notranjo fazo) tvorijo tri-dimenzionalne mrežne strukture v neprekinjeni fazi z uporabo emulgatorjev ali koloidnih delcev, ki "zaklenejo" rastlinsko olje znotraj mreže gela za simulacijo reoloških lastnosti in občutek trdne maščobe v ustih. Emulzijski geli, razviti z uporabo klementininih tropin (naravnega materiala, bogatega s polisaharidi in beljakovinami) kot čistega-sredstva za strukturiranje etiket, lahko nadomestijo tradicionalne plastične maščobe v pekovskih izdelkih, pecivu in izdelkih za mazanje, hkrati pa zmanjšajo skupno vsebnost maščobe. Druga študija je pokazala, da je uporaba emulzij Pickering z visoko notranjo fazo za nadomestitev živalske maščobe v izdelkih iz mletega mesa pri 100-odstotnem nadomestnem razmerju povečala izkoristek pri kuhanju s 75,53 % na 89,47 %, izboljšala trdoto, elastičnost in žvečljivost ter povečala prebavljivost beljakovin s povečanim nadomestnim razmerjem.

V živilih z-nižjo vsebnostjo maščob imajo različni emulgatorji različne jakosti. Naslednja sistematična primerjava zajema najpogosteje uporabljene emulgatorje:

Vodnik za izbiro:

• Če je glavna težava hitro zastajanje in strjevanje pri pekovskih izdelkih z manj{0}}maščobami→ IzberiteGMS
• Če je glavna težava slabo ravnanje s testom in nizka prostornina izdelkov z manj{0}}maščobami→ IzberiteSSLozDATUM
• Če je glavna težava groba tekstura in veliki ledeni kristali v sladoledu z malo{0}}maščobami→ IzberiteMešanica GMS + Tween 80ozKombinacija PGMS + GMS
• Če je glavna težava slab pretok in občutek v ustih čokolade z nizko-maščobo→ IzberitePGPR

Pri živilih z-manjšo vsebnostjo maščob en sam emulgator pogosto ne more hkrati nadomestiti vseh izgub kakovosti, ki jih povzroča zmanjšanje maščob. Zato je mešanje ključna strategija za doseganje optimalne kompenzacije teksture.

• Pekarna z manj-maščobami (kruh, pecivo) : GMS + SSL ali GMS + DATEM. GMS se osredotoča na-ohranjanje pred postanjem, medtem ko SSL ali DATEM skrbita za povečanje količine in krepitev glutena. Skupaj dosegajo dvojna cilja "velik volumen" in "podaljšana svežina". Pri mehkih piškotih z malo-maščobami je imel SSL največji učinek na premer (povečanje premera za 2 mm pri 0,5-odstotni koncentraciji), DMG je pozitivno vplival na dolgi premer, DATEM pa je imel največji učinek na teksturo-ko se je DATEM povečal, je postala tekstura piškotov mehkejša. To pomeni, da ima vsak emulgator različne jakosti in da znanstveno mešanje doseže najboljše splošne rezultate.
• Sladoled z malo-maščobami: Mešanica GMS + Tween 80. V sladoledu z nizko -maščobo mešanica GMS in Tween 80 (optimalen dodatek 0,1 %) znatno izboljša odpornost proti prelivanju in taljenju. PGMS se običajno uporablja v kombinaciji z GMS za povečanje stabilnosti in boljše teksture mehkega-postreženega in nizko{6}}maščobnega sladoleda.
• Mesni izdelki-z zmanjšano vsebnostjo maščob: Tehnologija pred-emulzije. Pred-emulgiranje rastlinskega olja z emulgatorji (kot je natrijev kazeinat ali izolat sojinih beljakovin), da nastane pred-emulzija, nato pa se z njo nadomesti del živalske maščobe, je glavna strategija za kompenzacijo teksture v mesnih izdelkih z manj-maščobami. Raziskave kažejo, da z uporabo ultrazvočno-pripravljene emulzije natrijevega kazeinata-sojinega olja, ko nadomestno razmerje preseže 50 %, vzmetnost hrenovk z nizko-maščobo ne kaže bistvene razlike v primerjavi s kontrolo, medtem ko sta kohezivnost in odpornost celo znatno višji od kontrolne. Izguba pri kuhanju in izguba pri stiskanju sta nižji od kontrolne, z znatno izboljšanim zadrževanjem vode in olja. Druga študija je pokazala, da je uporaba mešanice oljčnega olja, sončničnega olja in olja oljne repice, emulgiranih z ne-mesnimi beljakovinskimi sistemi, kot je natrijev kazeinat, za nadomestitev svinjske hrbtne maščobe, zmanjšala vsebnost nasičenih maščobnih kislin za 19,3 %, medtem ko so se trdota, elastičnost in žvečljivost povečali.
• Zmanjšana-maščoba: Emulzija celuloznega etra. Namazi z zmanjšano-maščobnostjo, pripravljeni z brezvodno mlečno maščobo in celuloznimi etri, sestavljeni iz 47 % brezvodne mlečne maščobe, vode in 2 % celuloznega etra, se dobro mazajo tako pri hlajenju kot pri sobni temperaturi, po fizičnem videzu pa so podobni maslu, vendar mehkejše konsistence.

Živila z-nižjo vsebnostjo maščob ni treba žrtvovati okusa. Z znanstvenim izborom in mešanjem emulgatorjev je cilj kakovosti »nizka-maščoba ≠ neokusen« povsem dosegljiv.

GMS je glavni steber proti-zastajanju, ohranjanje mehkobe pri pečenju z manj-maščobami;SSL je vsestranski igralec za krepitev glutena in ohranjanje svežine, povečanje volumna in izboljšanje teksture kruha in peciva z manj{0}}maščobami;DATEM je prvak v utrjevanju testa, ki se izjemno dobro obnese v toastih-maščobah in zamrznjenem testu;mešanica GMS s Tween 80 ali PGMSje klasična rešitev za doseganje gladke teksture sladoleda z nizko{0}}maščobo; inpred{0}}emulzijska tehnologijazagotavlja učinkovito tehnično pot za kompenzacijo teksture v mesnih izdelkih-z zmanjšano vsebnostjo maščob.

Razumevanje značilnosti vsakega emulgatorja in izbira ustreznega posameznega emulgatorja ali mešanice glede na vrsto izdelka je temeljna tehnologija za pripravo živil z zmanjšano-maščobami, ki so tako »zdrava« kot »okusna«. Živila z manj-maščobami prihodnosti se bodo vse bolj zanašala na sinergijske učinke teh "strokovnjakov za kompenzacijo teksture", kar bo potrošnikom omogočilo, da uživajo v okusni hrani, ne da bi ogrozili svoje zdravje.