5 Az inulin alkalmazása zsírhelyettesítőként
A zsír jelenléte a tejtermékekben fontos szerepet játszik azok fizikai, reológiai és texturális tulajdonságaiban (Barclay et al., 2010; Brennan & Tudorica, 2008; Dave, 2012). A zsír a sajtban betöltött táplálkozási jelentősége mellett hozzájárul a tejtermékek érzékszervi és funkcionális tulajdonságaihoz (Miočinović et al., 2011), a fogyasztók azonban egyre inkább igénylik a diétás és funkcionális tulajdonságokkal rendelkező élelmiszereket, például az alacsony kalóriatartalmú, alacsony vagy csökkentett zsírtartalmú és egészségre előnyös élelmiszereket (Gonzalez-Tomás, Coll-Marqués, & Costell, 2008). Emellett alacsony zsírtartalmú élelmiszerterveket ajánlottak a fogyás és a testsúly fenntartása érdekében (Carmichael, Swinburn, & Wilson, 1998; Peterson, Sigman-Grant, Eissenstat, & Kris-Etherton, 1999). Másrészt széles körben elterjedt az a nézet, hogy az alacsony zsírtartalmú vagy csökkentett zsírtartalmú élelmiszerek kevésbé kívánatosak, mert rossz érzékszervi tulajdonságokkal rendelkeznek (Hamilton, Knox, Hill, & Parr, 2000; McEwan & Sharp, 2000). A zsírhelyettesítő anyagok konkrét alkalmazásairól és lehetséges hatásairól néhány áttekintés is készült (Akoh, 1998; Ognean, Darie, & Ognean, 2006).
Nagy figyelmet kapott a zsírhelyettesítő anyagok sajtokban való felhasználásának kihívása úgy, hogy a teljes zsírtartalmú sajtokkal azonos funkcionális és érzékszervi tulajdonságok maradjanak meg (Kebary, Salem, El-Sonbaty, & El-Sissey, 2002). A zsír eltávolítása a sajtból reológiai, texturális, funkcionális és érzékszervi hibákat okoz, mint például gumiszerű textúra, ízhiány, keserűség, off-flavor, rossz olvadékonyság és nemkívánatos szín (Mistry, 2001; O’Connor & O’Brien, 2011). Nem könnyű alacsony zsírtartalmú vagy zsírmentes sajtokat készíteni kívánatos tulajdonságokkal (Fadaei et al., 2012). A zsírtartalom csökkenésével a fehérjemátrix tömörebbé válik, és a sajt textúrája rágósabbá válik. Amikor a zsírösszetevőket csökkentik az élelmiszer-készítményekben, gyakran más összetevőkre van szükség, hogy betöltsék funkcionális szerepét az érzékszervi tulajdonságok fenntartásában (Mattes, 1998). Az alacsony zsírtartalmú sajtok ízének és textúrájának javítására javasolt stratégia a zsírhelyettesítő anyagok használata (Sandrou & Arvantoyannis, 2000). A Nemzetközi Kereskedelmi Kódex Bizottság (Codex Commission on International Trade) egy referenciális fajtához képest legfeljebb 50%-os zsírcsökkentést állapított meg ahhoz, hogy egy sajtot csökkentett zsírtartalmúként lehessen címkézni (FAO/WHO, 2008). Európában a sajt akkor jelölhető csökkentett zsírtartalmúként, ha a zsírtartalom csökkenése legalább 30%-os egy hasonló termékhez képest (EU, 2006). Az Egyesült Államokban a csökkentett zsírtartalmú sajtok esetében a zsírtartalom legalább 25%-os csökkenése szükséges az említett fajta hagyományos szintjéhez képest. Az inulint széles körben használják textúrázóként az alacsony zsírtartalmú élelmiszerekben, különösen az Európai Unióban és egyre inkább az Egyesült Államokban és Ausztráliában (Devereux et al., 2003).
Az inulin különösen alkalmasnak tűnik zsírpótlásra az alacsony zsírtartalmú sajtokban, mivel hozzájárulhat a jobb szájízhez (Meyer et al., 2011). Az inulin zsírhelyettesítő tulajdonsága azon alapul, hogy képes stabilizálni a vizes fázis szerkezetét, ami jobb krémességet eredményez (Ibrahim, Mehanna, & Gad El-Rab, 2004). Krémes szájíz érhető el, amikor az inulint zsírhelyettesítőként használják tejtermékekben a tejsavófehérjével és a kazeináttal való kölcsönhatásának köszönhetően (Bot, Erle, Vreeker, & Agterof, 2004; Karaca, Güven, Yasar, Kaya, & Kahyaoglu, 2009). A hosszú láncú és nagy molekulatömegű, nagy teljesítményű (HP) inulin a legkívánatosabb zsírhelyettesítőként. A hosszabb lánchossz csökkenti az inulin típusú fruktánok oldhatóságát, és vízzel vagy tejjel keverve inulin mikrokristályok képződését eredményezi; ezek a mikrokristályok nem diszkréten érzékelhetőek, és sima, krémes szájízzel rendelkeznek. A HP inulin átlagos DP értéke 25, molekuláris eloszlása pedig 11 és 60 között mozog. Így a maradék cukrokat és az oligomereket is eltávolították. A HP inulin zsírmimetikus tulajdonsága kétszerese a standard inulinnak, miközben nincs édessége (Niness, 1999). Az inulin és az oligofruktóz eltérő funkcionális tulajdonságai a lánchosszuk különbözőségéből adódnak. Mint fentebb említettük, az inulin hosszabb lánchossza miatt kevésbé oldódik, mint az oligofruktóz, és képes inulin mikrokristályokat képezni, ha vízben vagy tejben nyírják. Az inulint ezért sikeresen használják a tejtermékekben a zsír helyettesítésére (Kaur & Gupta, 2002), különösen a sajtokban (Salvatore et al., 2014). Az inulin hosszú láncai mikrokristályokat (oldhatatlan, szubmikronos kristályokat) képeznek, amelyek egymással kölcsönhatásba lépve kis aggregátumokat alkotnak a vízfázisban (Franck, 2002; Guggisberg és mtsai., 2009). Ezek nagy mennyiségű víz bekapszulázásával sima és krémes textúrát okoznak (Bot et al., 2004). Az inulin a fehérjeaggregátumokkal komplexet alkotva a fehérje szerkezeti hálózatának részeit is képezheti (Kip, Meyer, & Jellema, 2006).
Koca és Metin (2004) hosszú láncú inulin felhasználásával 70%-os zsírcsökkentéssel alacsony zsírtartalmú friss kássa sajt előállításának lehetőségét vizsgálta. Arról számoltak be, hogy alacsony zsírtartalmú kontrollsajtjuk a magas fehérjetartalom miatt lényegesen keményebb, rugalmasabb, gumiszerűbb és rágósabb volt, mint a teljes zsírtartalmú kontrollsajt. A zsír megtöri a fehérjemátrixot és kenőanyagként működik, így puhább textúrát biztosít (Koca & Metin, 2004). Kimutatták, hogy 5% inulin hozzáadása az alacsony zsírtartalmú sajthoz jelentősen alacsonyabb keménységet eredményezett az alacsony zsírtartalmú kontrollsajthoz képest, de valamivel magasabbat, mint a teljes zsírtartalmú kontrollsajté. Ez a lágyító hatás egyrészt a nedvesség és a fehérje magasabb arányának, másrészt a töltőanyag térfogatának növekedésének tulajdonítható, ami csökkenti a fehérjemátrix mennyiségét. Általánosságban elmondható, hogy az inulin a tárolás 30. napjáig javította a sajt textúráját, de csökkentette az eltarthatósági időt (Koca & Metin, 2004). Az inulin zsírhelyettesítőként való képessége nemcsak a reológiai viselkedés vagy a termék vastagságának vagy keménységének módosításával függ össze, hanem más szájízjellemzők, például a krémesség vagy a simaság változásával is (Meyer és mtsai., 2011). Ha az inulint alacsony koncentrációban adjuk az élelmiszerekhez, az inulin semleges vagy enyhén édes íze és a viszkozitásra gyakorolt korlátozott hatása miatt a termék reológiai tulajdonságait és érzékszervi minőségét nem befolyásolja erősen (Kalyani et al., 2010). Ahhoz, hogy a zsírszegény termékek reológiája és vastagsága megközelítse a teljes zsírtartalmú termékekét, nagyobb inulinkoncentrációra van szükség, mint ami pusztán a krémesség vagy simaság utánzásához szükséges (Meyer és mtsai., 2011). Fadaei és munkatársai (2012) az inulint zsírhelyettesítőként tartalmazó, alacsony zsírtartalmú tejsavó nélküli krémsajt kémiai jellemzőit vizsgálták. Nem találtak jelentős különbséget a krémsajtok pH- és sóértékeiben. Jelezték, hogy 10%-os inulinarány elegendő ahhoz, hogy olyan alacsony zsírtartalmú krémsajtot kapjunk, amelynek kémiai tulajdonságai közel állnak az inulint nem tartalmazó, magas zsírtartalmú krémsajtokéhoz. Arról is beszámoltak, hogy az inulin kiváló vízmegkötő képességgel rendelkezik, ami gátolja a kenhető és friss sajtok szinerézisét (Fadaei és mtsai., 2012). Várható, hogy a hosszú láncú inulin a rövid láncúval szemben jelentős vízmegkötő/visszatartó képességgel rendelkezik, és képes megakadályozni a szinerézist. Wadhwani (2011) több előzetes vizsgálatot végzett négy rost – inulin, alacsony metoxipektin, polidextróz és rezisztens keményítő – közül a leghatékonyabb rosttípus kiválasztására az alacsony zsírtartalmú mozzarella és cheddar sajtok minőségének javítása érdekében. Előzetes vizsgálataik eredményei azt mutatták, hogy az inulin hatékonyabb volt a sajtrendszerekben, mint a másik három rost. Azt is megállapították, hogy az inulin beépítése javította az alacsony zsírtartalmú sajtok textúráját azáltal, hogy csökkentette a keménységet és a gumiszerűséget, miközben megőrizte az összetartást, a tapadást és a rugalmasságot (Wadhwani, 2011). Salvatore és munkatársai (2014) a zsír 2, 3 és 7%-os hosszú láncú inulinnal (DP > 23) történő helyettesítésének hatását vizsgálták egy friss kecsketejből készült sajt texturális és mikroszerkezeti tulajdonságaira. Pásztázó elektronmikroszkópia és penetrometria segítségével kimutatták, hogy az inulint tartalmazó sajtminták a teljes zsírtartalmú sajtokhoz képest nyitottabb szerkezetűek voltak a fehérjemátrixban a zsír kisebb eloszlása miatt. Az inulin elhelyezkedése a kazeinhálózatban a gélrendszerbe ágyazott struktúrákként jelent meg, amelyek mérete a sajtban lévő inulin nagyobb koncentrációjával nőtt. Az inulin megszakítja a kazeinhálózatot, ami lágyító hatást eredményez, amely a zsírt helyettesítő inulin növekvő mennyiségével növekszik. Eredményeik szerint az inulint tartalmazó mintákat a nyomóerő, a merevség, a viszkozitás és a tapadás alacsonyabb értékei jellemezték (Salvatore et al., 2014). Összességében a vizsgálatok azt mutatták, hogy a zsír helyettesítésének hatása a sajtok textúrájára a helyettesített zsír jellegétől függ (Lobato-Calleros, Vernon-Carter, & Hornelus-Uribe, 1998).