Reducerea conținutului de grăsime, menținând în același timp proprietățile senzoriale dorite, este extrem de dificilă, deoarece grăsimea contribuie la o gamă de atribute unui aliment greu de asortat cu unul sau mai multe ingrediente și modificări ale procesării. Postulația de bază pentru fabricarea unui produs alimentar este că moleculele sunt procesate în structuri care sunt asociate cu proprietăți specifice ale produsului alimentar. Aceasta se bazează pe conceptul de proces - structură - proprietăți propus de Erich Windhab 2. Un proces generalizat pentru brânzeturile cu cheag este prezentat în Figura 1.

brânză

Brânza poate fi privită ca un material compozit. Există două modele de materiale compozite care pot fi utilizate pentru a descrie procesul de fabricare a brânzei și structura brânzei. Primul este un „gel umplut” sau mai precis, un „gel proteic umplut cu emulsie” 3. În primul proces (Figura 1; Procesul 1, pagina 52), cheagul este adăugat la laptele integral și se formează un gel de cazeină în jurul globurilor de grăsime din lapte dispersate. Globulele de grăsime din lapte sunt faza dispersată a unei emulsii care devine prinsă în rețeaua de cazeină indusă de cheag. Rețeaua de geluri este conceptualizată ca fire de micele de cazeină care sunt încrucișate într-o structură tridimensională. Interacțiunile care leagă firele sunt de așa natură încât, atunci când gelul este plasat într-un solvent, structura se va umfla sau se va micșora, cel puțin pe intervalele de timp asociate consumului.

Webinar: În Vino Veritas. Cum RMN poate dezvălui Adevărul

În acest seminar web, Thomas Spengler, introduce RMN pe bază de protoni, o tehnică directă și foarte reproductibilă pentru analiza autenticității vinului. Spectrele sau semnătura digitală conțin sute de semnale care oferă informații despre compoziția vinului.

Model de gel proteic umplut cu emulsie aplicat brânzei Cheddar

Proprietățile reologice ale gelurilor umplute cu emulsie sunt prezise pe baza proprietăților și volumelor fazelor de gel și a particulelor și dacă există interacțiuni între fazele de particule și gel 3. Modulul de forfecare (G) al unui gel umplut poate fi modelat pe baza fracției de volum a particulei de umplutură (f) și a G din fiecare fază. Modulul de forfecare este tensiunea de forfecare/forța de forfecare măsurată în condiții care nu deteriorează rețeaua de gel. Aceasta poate fi privită ca „rigiditate sau rigiditate” a unui gel și ar trebui să se distingă de termenii senzitivi ai texturii, cum ar fi duritatea și fermitatea, care sunt folosite interschimbabile pentru a descrie forța necesară pentru a rupe un aliment. O ecuație care a fost aplicată gelurilor proteice umplute cu emulsie este cea a lui van der Poel (1958) 5 sub forma versiunii simplificate a lui Smith (1975) 6:

Acest lucru prezice că modulul de forfecare (100% elastic) al materialului (brânza în cazul nostru) în raport cu modulul de forfecare al matricei de gel (Gm) va depinde de următoarele:

vm = raportul Poisson al matricei

f = Fracția de volum a particulei.

Aceasta implică faptul că ajustarea cantității și proprietăților matricei de gel și/sau a fazei de umplere poate face o brânză cu conținut scăzut de grăsimi cu același G ca versiunea cu conținut ridicat de grăsimi. În timp ce modelele cu gel plin oferă un cadru bun pentru formarea structurii, există o serie de factori care trebuie luați în considerare. Una este că modelul își asumă o deformare elastică atunci când brânzeturile sunt viscoelastice. Cu toate acestea, folosind modulul de stocare (G ¢) sau modulul complex (G *) și fără a ține seama de efectele vâscoase, funcționează în mod rezonabil cu gelurile proteice umplute cu emulsie 3. O altă preocupare este că proprietățile reologice ale grăsimilor se schimbă dramatic cu procentul de grăsime solidă. Brânză cheddar cu o valoare G ¢ de

600 kPa la 10 ° C are o valoare G ¢ de

150 kPa la 25 ° C 7. Mai mult, între 20 și 25 ° C, G ¢ f = G ¢ m și volumul de umplutură nu afectează G ¢ brânza. Dacă G ¢ este proprietatea critică, atunci volumul de umplere nu are efect în acest interval de temperatură. Probabil cea mai mare limitare este că G ¢, deși este legat în mod clar de structura gelului umplut, este un predictor slab al texturii senzoriale. Acest lucru se datorează faptului că evaluarea texturii implică fracturarea brânzei în particule și amestecarea cu saliva pentru a forma un bolus.

Proprietățile brânzei

Proprietățile dorite ale brânzeturilor pot fi separate în cele măsurate prin mijloace fizice și/sau chimice și cele formulate inițial pe baza evaluării biologice. Felierea, mărunțirea și topirea brânzei pot fi definite pe baza proprietăților fizice. În contrast, textura senzorială, aromele specifice și eliberarea aromelor sunt concepte stabilite inițial prin evaluarea umană. Aceste proprietăți pot fi înțelese într-o măsură în care pot fi evaluate prin mijloace fizice/chimice sau complexitatea de bază poate dicta evaluarea umană ca fiind cea mai bună măsură generală. O reducere a conținutului de grăsime din brânză poate modifica topirea, felierea, mărunțirea, aroma și textura, dar accentul va fi doar pe textură.

O tactică recentă a fost abordarea texturii senzoriale pe baza evenimentelor de procesare orală care sunt necesare pentru a forma un bolus 8. Termenii de textură senzorială pot fi separați în două grupuri. Mai întâi sunt termeni evaluați la niveluri de forță - deformare de la minim până la niveluri care cauzează fracturi (Figura 2). Forța, deformarea și fractura pot fi evaluate fie prin teste mecanice, fie de către oameni cu degetele sau dinții. Exemple de termeni senzoriali din această categorie sunt duritatea, fermitatea, elasticitatea și deformabilitatea; cu definiții precise care variază între investigații 8. Acești termeni sunt asociați cu o mușcătură (incisivi) sau de mestecat (molari) în procesarea orală. Al doilea grup de termeni implică descompunerea alimentelor în particule, amestecarea cu saliva și formarea unui bolus în timpul masticării. (Figura 2). Termeni precum coeziunea, aderența și netezimea masei se încadrează în această categorie.

Abordări pentru reducerea grăsimilor

Modelele unui gel umplut cu emulsie sau cu particule blocate pot fi utilizate pentru a specula ce s-ar putea întâmpla în timpul procesării orale. Fracturile multiple produc o serie de dimensiuni ale particulelor, ceea ce face ca grăsimea să fie expusă pe suprafața particulelor sau eliberată. Pe măsură ce particulele sunt generate (și, eventual, degajate de grăsime), acestea sunt amestecate cu saliva, care poate funcționa în diluarea componentelor și aderarea particulelor într-o masă coezivă. Contribuția precisă a proprietăților fizice/chimice ale grăsimii în coeziunea senzorială, adezivitatea și netezimea masei rămân neclare. O investigație privind eliberarea de ulei din gelurile umplute cu emulsie a concluzionat că „eliberarea eliberării picăturilor de ulei în timpul procesării orale nu este principalul mecanism care determină percepția cremoasă a gelurilor umplute cu emulsie 12”. Mai avem multe de învățat.

Există câteva întrebări cheie care rămân de răspuns. Prima ființă, există o cerință pentru cel puțin un nivel minim de grăsime pentru a produce proprietățile texturale dorite? Al doilea se referă la rolul matricei de gel în coeziunea, adezivitatea și netezimea masei. Acești termeni cresc odată cu îmbătrânirea brânzei cu conținut scăzut de grăsimi, dar brânza cu conținut scăzut de grăsimi nu atinge niciodată același nivel 13. În cele din urmă, care este funcția precisă a fazei de umplere? Acest lucru este destul de bine înțeles pentru termenii de primă mușcătură, dar rămâne evaziv pentru cei determinați după masticare (Figura 2).

Concluzie

Producerea de versiuni cu conținut scăzut de grăsimi a brânzeturilor care au în mod normal niveluri semnificative de grăsime (peste 20% grăsime este o estimare bună) necesită progrese în înțelegerea modului în care grăsimea contribuie la transformările structurii alimentelor și percepția senzorială asociată în timpul procesării orale. O linie de cercetare este de a determina modul în care o structură de brânză ar trebui să se destrame și să se transforme într-un bolus în timpul procesării orale pentru a produce proprietățile texturale dorite. Odată ce acest lucru este înțeles, provocarea va fi dezvoltarea formulărilor și proceselor care construiesc elementele structurale dorite.

Referințe

  1. Reisfeld, R.A., Harper, W.J. (1954), O brânză moale cu conținut scăzut de grăsimi, Journal of Dairy Science, 37, 639.
  2. Windhab, E. http://archivos.labcontrol.cl/wcce8/offline/techsched/manuscripts/xt5i4b.pdf
  3. Dickinson, E. (2012), Geluri de emulsie: structurarea solidelor moi cu picături de ulei stabilizate de proteine, Hydrocolloids alimentare, 28, 224-241.
  4. Trappe, V., Prasad, V., Cipelletti, L., Segre, P.N., Weitz, D.A. (2001), Diagrama fazei de blocare pentru particule atractive, Nature, 411, 772-775.
  5. Van der Poel, C. (1958), Despre reologia dispersiilor concentrate. Rheologica Acta, 1, 198-205.
  6. Smith, J.C. (1975), Simplificarea formulei lui van der Poel pentru modulul de forfecare al unui anumit compozit. Jurnalul de cercetare al Biroului Național de Standarde, 79A, 419-423.
  7. Yang, X., Rogers, N. R., Berry, T. K., Foegeding, E.A. (2011), Modelarea proprietăților reologice ale brânzei cheddar cu conținut diferit de grăsime la diferite temperaturi, Journal of Texture Studies, 42, 331-348.
  8. Pascua, Koç, H., Foegeding. E.A. (2013), Structura alimentelor: rolurile proprietăților mecanice și prelucrării orale în determinarea texturii senzoriale a materialelor moi, Opinia curentă în coloidală și știința interfeței, 18, 324-333.
  9. Emmons, D.B., Calab, M., Larmond, E., Lowrie, R.J. (1980), Structura gelului de lapte. X. Textură și microstructură în brânza Cheddar obținută din lapte integral și din lapte omogenizat cu conținut scăzut de grăsimi, Journal of Texture Studies, 11, 15-34.
  10. Gwartney, E.A., Foegeding, E.A., Larick, D.K. (2002), Textura brânzeturilor comerciale cu conținut ridicat de grăsimi și cu conținut redus de grăsimi, Journal of Food Science, 67, 812-816.
  11. Barden, L.M., Drake, M.A., Foegeding, E.A. (2012), Impactul grosimii eșantionului asupra analizei descriptive a brânzei Cheddar, Journal of Sensory Studies, 27, 286-293.
  12. Sala, G., van de Velde, F., Cohen Stuart, M.A., van Aken, G.A. (2007), Eliberarea picăturilor de ulei din gelurile umplute cu emulsie în raport cu percepția senzorială, Hydrocolloids alimentare, 21, 977-985.
  13. Rogers, N.R., Drake, M.A., Daubert, C.R., McMahon, D.J., Bletsch, T.K., Foegeding, E.A. (2009), Efectul îmbătrânirii asupra texturii brânzei Cheddar cu conținut scăzut de grăsimi, cu conținut redus de grăsimi și cu conținut ridicat de grăsimi, Journal of Dairy Science, 92, 4756-4772.

Despre autor

Dr. E. Allen Foegeding este profesor William Neal Reynolds Distinct la Universitatea de Stat din Carolina de Nord. Dr. Foegeding efectuează cercetări și predă în domeniile structurii alimentelor, funcționalității proteinelor și proprietăților polimerice și coloidale ale produselor alimentare, cu accent pe proteinele din zer și produsele lactate.