5 Anvendelse af inulin som fedterstatning

Fedtindholdet i mejeriprodukter spiller en vigtig rolle for deres fysiske, reologiske og teksturelle egenskaber (Barclay et al., 2010; Brennan & Tudorica, 2008; Dave, 2012). Fedt bidrager ud over sin ernæringsmæssige betydning i ost til mejeriprodukternes sensoriske og funktionelle egenskaber (Miočinović et al., 2011), Men forbrugerne efterspørger i stigende grad fødevarer med diætetiske og funktionelle egenskaber, f.eks. fødevarer med få kalorier, lavt eller reduceret fedtindhold og sundhedsmæssige fordele (Gonzalez-Tomás, Coll-Marqués, & Costell, 2008). Desuden er madplaner med lavt fedtindhold blevet anbefalet med henblik på vægttab og vedligeholdelse af vægten (Carmichael, Swinburn, & Wilson, 1998; Peterson, Sigman-Grant, Eissenstat, & Kris-Etherton, 1999). På den anden side er der en udbredt opfattelse af, at fedtfattige eller fedtreducerede fødevarer er mindre ønskelige, fordi de har dårlige organoleptiske kvaliteter (Hamilton, Knox, Hill, & Parr, 2000; McEwan & Sharp, 2000). Der findes nogle oversigter om specifikke anvendelser og potentielle virkninger af fedterstatninger (Akoh, 1998; Ognean, Darie, & Ognean, 2006).

Den udfordring, der ligger i at anvende fedterstatninger i ost og samtidig bevare de samme funktionelle og organoleptiske egenskaber som fuldfed ost, har tiltrukket sig stor opmærksomhed (Kebary, Salem, El-Sonbaty, & El-Sissey, 2002). Fjernelse af fedt fra ost forårsager reologiske, teksturelle, funktionelle og sensoriske defekter som f.eks. gummiagtig konsistens, manglende smag, bitterhed, off-flavor, dårlig smeltbarhed og uønsket farve (Mistry, 2001; O’Connor & O’Brien, 2011). Det er ikke let at fremstille oste med lavt fedtindhold eller fedtfri oste med ønskelige egenskaber (Fadaei et al., 2012). Efterhånden som fedtindholdet falder, bliver proteinmatrixen mere kompakt, og ostekrukturen bliver mere tygget. Når fedtbestanddele reduceres i fødevareformuleringer, er der ofte behov for andre ingredienser for at opfylde deres funktionelle rolle med hensyn til at bevare de organoleptiske kvaliteter (Mattes, 1998). En strategi, der er foreslået til forbedring af smagen og konsistensen af fedtfattig ost, er brugen af fedterstatninger (Sandrou & Arvantoyannis, 2000). Codex-kommissionen for international handel har fastsat en maksimumsgrænse på 50 % reduktion af fedtindholdet i forhold til en referencesort, for at en ost kan mærkes som fedtreduceret (FAO/WHO, 2008). I Europa kan ost mærkes som fedtreduceret, når fedtindholdet er reduceret med mindst 30 % i forhold til et tilsvarende produkt (EU, 2006). I USA kræver en fedtreduceret ost en reduktion af fedtindholdet på mindst 25 % i forhold til det traditionelle fedtindhold i den pågældende sort. Inulin anvendes i vid udstrækning som tekstureringsmiddel i fedtfattige fødevarer, især i Den Europæiske Union og i stigende grad i USA og Australien (Devereux et al., 2003).

Inulin synes særlig velegnet som fedtsubstitut i fedtfattige oste, da det kan bidrage til en forbedret mundfornemmelse (Meyer et al., 2011). Inulins fedtsubstituerende egenskab er baseret på dets evne til at stabilisere strukturen af den vandige fase, hvilket skaber en forbedret cremethed (Ibrahim, Mehanna, & Gad El-Rab, 2004). Der opnås en cremet mundfornemmelse, når inulin anvendes som fedtsubstitut i mejeriprodukter på grund af dets interaktioner med valleprotein og kaseinat (Bot, Erle, Vreeker, & Agterof, 2004; Karaca, Güven, Yasar, Kaya, & Kahyaoglu, 2009). Højtydende (HP) inulin med lang kæde og høj molekylvægt er den mest ønskelige som fedterstatning. Længere kædelængder reducerer opløseligheden af fructaner af inulin-typen og resulterer i dannelsen af inulin-mikrokrystaller, når de blandes med vand eller mælk; disse mikrokrystaller er ikke diskret mærkbare og har en glat, cremet mundfornemmelse. HP-inulin har en gennemsnitlig DP på 25 og en molekylær fordeling på mellem 11 og 60. Disse mikrokrystaller er ikke diskrete og har en glat konsistens. Restsukkeret og oligomererne er således fjernet. HP-inulins fedtimiterende egenskab er dobbelt så god som standardinulin, mens den ikke har nogen sødme (Niness, 1999). De forskellige funktionelle egenskaber ved inulin og oligofructose skyldes forskellen i deres kædelængder. Som nævnt ovenfor er inulin på grund af sin længere kædelængde mindre opløseligt end oligofructose og har evnen til at danne inulin-mikrokrystaller, når det skæres i vand eller mælk. Inulin er derfor med succes blevet anvendt til at erstatte fedt i mejeriprodukter (Kaur & Gupta, 2002), især ost (Salvatore et al., 2014). Lange kæder af inulin danner mikrokrystaller (uopløselige submikronkrystallinske), som interagerer med hinanden og danner små aggregater i vandfasen (Franck, 2002; Guggisberg et al., 2009). De giver en glat og cremet konsistens ved at indkapsle en stor mængde vand (Bot et al., 2004). Inulin kan også danne dele af proteinets strukturelle netværk ved at kompleksere med proteinaggregater (Kip, Meyer, & Jellema, 2006).

Koca og Metin (2004) overvejede muligheden for at opnå fedtfattig frisk kasharost med en fedtreduktion på 70 % ved hjælp af langkædet inulin. De rapporterede, at deres fedtfattige kontrolost, på grund af dens høje proteinindhold, var betydeligt hårdere, mere elastisk, gummieret og tygget mere end den fuldfede kontrolost. Fedt bryder proteinmatrixen og fungerer som et smøremiddel, der giver en blødere konsistens (Koca & Metin, 2004). Det er blevet vist, at tilsætning af 5 % inulin til den fedtfattige ost resulterede i en signifikant lavere hårdhed sammenlignet med den fedtfattige kontrolost, men en smule højere end for den fuldfede kontrolost. Denne blødgørende effekt kunne tilskrives både det højere forhold mellem fugt og protein og stigningen i fyldstofvolumen, hvilket mindsker mængden af proteinmatrix. Generelt forbedrede inulin ostens tekstur indtil den 30. lagringsdag, men reducerede ostens holdbarhed (Koca & Metin, 2004). Inulins evne til at erstatte fedtstoffer er ikke kun relateret til ændringen af den reologiske adfærd eller produktets tykkelse eller hårdhed, men også til ændringer i andre mundfølelsesegenskaber, såsom cremethed eller smidighed (Meyer et al., 2011). Når inulin tilsættes til fødevarer i lave koncentrationer, vil de reologiske egenskaber og produktets sensoriske kvalitet ikke blive påvirket kraftigt på grund af inulins neutrale eller let søde smag og dets begrænsede virkning på viskositeten (Kalyani et al., 2010). For at opnå fedtfattige produkter med en reologi og tykkelse, der ligger tæt op ad de fuldfede produkters, er der behov for højere koncentrationer af inulin, end det er nødvendigt for blot at efterligne deres cremethed eller smidighed (Meyer et al., 2011). Fadaei et al. (2012) undersøgte de kemiske egenskaber ved fedtfattig vallefri flødeost, der indeholder inulin som fedtudskiftning. Der blev ikke fundet nogen signifikant forskel i flødeosternes pH- og saltværdier. De indikerede, at en inulinandel på 10 % var nok til at opnå en fedtfattig flødeost med kemiske egenskaber, der ligger tæt på de kemiske egenskaber af en fedtholdig flødeost, der ikke indeholder inulin. De rapporterede også, at inulin har en fremragende vandbindingsevne, som hæmmer synerese i smørepålæg og friske oste (Fadaei et al., 2012). Det forventes, at langkædet inulin i forhold til kortkædet inulin har en betydelig vandbindings-/opbevaringskapacitet og evne til at forhindre syneresis. Wadhwani (2011) gennemførte flere indledende undersøgelser for at udvælge den mest effektive fibertype blandt fire fibre – inulin, lav-methoxy-pektin, polydextrose og resistent stivelse – for at forbedre kvaliteten af fedtfattige mozzarella- og cheddaroste. Resultaterne af deres foreløbige undersøgelser viste, at inulin havde en bedre effektivitet i ostesystemer end de tre andre fibre. De fandt også, at indarbejdelse af inulin førte til en forbedret tekstur i fedtfattig ost ved at mindske hårdheden og gummiagtigheden og samtidig bevare sammenhængskraften, klæbeevnen og fjedrende karakter (Wadhwani, 2011). Salvatore et al. (2014) evaluerede effekten af at erstatte fedt med 2, 3 og 7 % langkædet inulin (DP > 23) på de teksturelle og mikrostrukturelle egenskaber af en frisk gedemælksost. Ved hjælp af scanningelektronmikroskopi og penetrometri blev det vist, at osteprøver, der indeholdt inulin, havde en mere åben struktur sammenlignet med fuldfed ost på grund af den reducerede fedtfordeling i matrixen af protein. Inulins placering i kaseinnetværket viste sig som strukturer, der var indlejret i gelsystemet, og hvis størrelse steg med højere koncentration af inulin i osten. Inulin afbryder kaseinnetværket, hvilket resulterer i en blødgørende effekt, som øges med stigende indhold af inulin som erstatning for fedt. Ifølge deres resultater var prøver, der indeholdt inulin, karakteriseret ved lavere værdier for kompressionskraft, stivhed, viskositet og klæbeevne (Salvatore et al., 2014). Overordnet set har undersøgelser vist, at virkningen af fedtsubstitution på ostens tekstur afhænger af arten af det fedt, der erstattes (Lobato-Calleros, Vernon-Carter, & Hornelus-Uribe, 1998).