Żywność prozdrowotna 

Świadomość konsumencka oraz zwiększona dostępność asortymentu sprawiają, iż naturalna i zdrowa żywność staje się stałym elementem diety. Na popularności zyskuje trend prozdrowotnej żywności, co skutkuje pojawianiem się większej ilość produktów o wysokiej jakości i wartości odżywczej. Dużym zainteresowaniem cieszą się zwłaszcza świeżo wyciskane soki oraz napoje roślinne wysokiej jakości, które pojawiają się na półkach sklepowych tak szybko, jak z nich znikają.

Wady obecnych rozwiązań 

Problemem w branży soków i napojów jest ich krótki termin przydatności oraz wrażliwość składników odżywczych. Fakt ten sprawia, iż logistyka oraz dystrybucja produktu stają się utrudnione - soki już po kilkudziesięciu godzinach nie nadają się do spożycia, a producent nierzadko narażony jest na straty. Konsekwencją tego jest stosowanie procesów termicznych takich jak wysoka pasteryzacja w celu wydłużenia trwałości opisywanych produktów. Niestety wspomniana trwałość nie idzie w parze z  jakością wyrobu. Straty witamin pochodzących z owoców i warzyw muszą być uzupełniane, często ze źródeł niekoniecznie naturalnych. Temperatura nie tylko wpływa negatywnie na wartość odżywczą, ale również na związki smakowo-zapachowe. Producent często deklaruje, iż jego wyrób składa się jedynie z naturalnych i świeżych surowców, bez dodatku cukru, jednak smak produktu często odbiega od świeżych owoców i warzyw. 

Utrwalanie wysokociśnieniowe soków - paskalizacja

Soki poddane procesowi utrwalania HPP (paskalizacji) przy zastosowaniu odpowiednich dla danego asortymentu parametrów, w warunkach chłodniczych charakteryzują się nawet kilkukrotnym przedłużeniem terminu przydatności do spożycia (do 3 miesięcy). Zakres ciśnień stosowanych w praktyce przemysłowej w przypadku soków i napojów mieści się zwykle w granicach 400-600 MPa. Do każdego produktu należy podchodzić indywidualnie, przeprowadzając nad nim szczegółowe badania w celu optymalizacji procesu HPP.  Odpowiednie dobranie parametrów obróbki pozwala na przeprowadzenie procesu o najwyższej skuteczności.

Technologia HPP jest metodą, która umożliwia zachowanie prozdrowotnych właściwości soków oraz napojów roślinnych, jak np. mleko orzechowe. Specyficzność HPP wynika z faktu, iż działanie wysokim ciśnieniem  wywołuje zmiany tylko w związkach o dużej masie cząsteczkowej. Związki o mniejszej masie, takie jak witaminy, naturalne barwniki, czy związki smakowo-zapachowe pozostają w formie nienaruszonej. Technologia polega na ograniczeniu stosowania wysokiej temperatury podczas procesu utrwalania, co jest jej największą zaletą. Wartość odżywcza oraz naturalny smak produktów są porównywalne świeżymi surowcami.

Opakowania w HPP

HPP stosowane jest do obróbki opakowanej żywności. Wysoka zawartość wody produktach płynych sprawia, iż ciśnienie hydrostatyczne w produkcie równomiernie we wszystkich kierunkach i nie generuje sił tnących. Chroni to produkt przed zmiażdżeniem. Ciśnienie, w przeciwieństwie do obróbki termicznej, działa natychmiastowo w całej objętości produktu żywnościowego, niezależnie od jego wielkości i geometrii. Należy wspomnieć, iż opakowanie powinno posiadać odpowiednią barierowość oraz elastyczność. Najpopularniejszą formą opakowania używaną do obróbki HPP są butelki PET. Większość napojów obecnych na rynku znajduje się w butelkach plastikowych.  

 

Wpływ pH na efekt utrwalania 

Obróbka wysokociśnieniowa jest szczególnie korzystnym sposobem utrwalania żywności o kwasowym odczynie. Do produktów takich należy większość soków owocowych. Wysokie ciśnienie powoduje degradację drobnoustrojów patogennych oraz psujących żywność, a wysoka zawartość wody oraz korzystne pH produktu wzmacniają działanie obróbki. Sama obróbka powoduje powoduję szereg zmian w komórce, a kwasowe środowisko uniemożliwia odbudowę uszkodzonych wysokim ciśnenieniem drobnoustrojów, wzmagając efekt bakteriobójczy procesu HPP. Niskie pH soków oraz produktów takich jak np. smoothies dodatkowo może również hamować kiełkowanie przetrwalników patogenów [3].

Figure 1. Log reduction of E.coli O157:H7, Salmonella and L. monocytogenes in artificially inoculated high acid products (pH<4.6) immediately after HPP treatment and after one day of storage at 4 ºC [1] 

Figure 2. Log reduction of E.coli O157:H7, Salmonella and L. monocytogenes in artificially inoculated low acid products (pH>4.6) immediately after HPP treatment and after one day of storage at 4 ºC [1]

Wykresy powyżej przedstawiają poziom redukcji drobnoustrojów patogennych w sokach o wysokiej i niskiej kwasowości, poddanych obróbce HPP. Analizy zostały wykonane bezpośrednio po procesie oraz w dniu następnym . Stwierdzono, iż dla soku jabłkowego oraz soku warzywnego (green juice) o wyższej kwasowości osiągnięto większy poziom redukcji drobnoustrojów (ponad 5 jednostek logarytmicznych). W przypadku soku marchwiowego, czyli produktu o najwyższym pH, efekt ten osiągnięto jedynie w degradacji L. monocytogenes. Wyniki badań obrazują pozytywny wpływ kwasowego środowiska  na wzmaganie efektu bakteriobójczego procesu wysokociśnieniowego utrwalania [1]

Większość obecnych na rynku soków posiada niskie pH. Kwasowość produktu jest niezwykle istotna w przypadku optymalizacji procesów HPP. Niskie pH soków pozwala na stosowanie niższych parametrów procesu, co wiąże się bezpośrednio z obniżeniem jego kosztów. HPP jest szczególnie skuteczną metodą w uzyskiwaniu bezpiecznych produktów spożywczych o kwasowym pH.

Wysokie ciśnienie – wysokie bezpieczeństwo 

Soki są to produkty szczególnie podatne na zepsucie. Aby ułatwić dystrybucję producenci stosują pasteryzacje. Wysoka temperatura tego procesu powoduje niszczenie komórek bakterii oraz drożdży i pleśni,  umożliwiając  przedłużenie terminu przydatności swoich wyrobów. Utrwalony tym sposobem produkt może stać na półce sklepowej bez warunków chłodniczych. Mimo wszystko  konsumenci nie mają zaufania do tego typu produktów. Trudno się dziwić - produkt z owoców stojący na półce sklepowej kilka miesięcy poza lodówkąj może budzić mieszane odczucia...

Utrwalanie wysokociśnieniowe HPP uważane jest za proces naturalny, gdyż nie ingeruje w produkt jak tradycyjne metody np. pasteryzacja czy sterylizacja. Dodatkowo wysoka zawartość wody oraz korzystne pH wzmacniają efekt utrwalenia. Poniżej przedstawiono wpływ obróbki wysokociśnieniowej na liczebność drobnoustrojów w świeżo wyciskanych sokach jabłkowych oraz pomarańczowych poddanych HPP. Proces wysokociśnieniowego utrwalania został przeprowadzony w urządzeniu EXDIN Solutions – model HPP 6-CAL70.

Figure 3.  The effect of high pressure processing on degradation of the total viable count and yeasts and molds in apple and orange juice [4]

W przypadku obydwu soków zaobserwowano, iż HPP istotnie wpłynęło na poziom liczebności drobnoustrojów w badanych sokach. Stwierdzono, iż ciśnienie na poziomie 400 MPa w ciągu 3 minut znacząco obniżyło ogólną liczbę drobnoustrojów oraz liczbę drożdży i pleśni. Po zastosowaniu tych parametrów procesu liczba drożdży i pleśni w obydwu sokach mieściła się poniżej rekomendowanej przez Stannard i in. [7] granicy 10^3 jtk/ml w przeciwieństwie do soków surowych, nie poddanych HPP. Zaobserwowano, iż od poziomu 500 MPa następuje praktycznie całkowita redukcja drobnoustrojów w obydw sokach co bezpośrednio wpływa na przedłużenie ich  terminu przydatności do spożycia. Zarówno w przypadku ogólnej liczby drobnoustrojów, jak też drożdzy i pleśni redukcja rosła wraz ze wzrostem poziomu ciśnienia. Powyższe wyniki obrazują wysoką skuteczność obróbki wysokociśnieniowej w degradacji drobnoustrojów odpowiedzialnych za psucie się soków. 

 

Wysoka wartość odżywcza przez cały okres przechowywania

Mimo dynamicznego rozwoju branży spożywczej i powstawaniu szerokiej gamy produktów o prozdrowotnych właściwościach to nadal najbardziej popularnym źródłem cennych składników w naszej diecie są soki. Branża owocowych i warzywnych soków NFC (z ang. Not From Concentrate) nigdy nie miała się tak dobrze jak teraz. Wyciskane na zimno soki są doskonałym źródłem witamin i przeciwutleniaczy niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Soki cold pressed, to produkty premium, wyróżniające się szczególnie wysoką zawartością czynnych biologicznie składników. Specyficzna technologia wyciskania na zimno poprzez powolny nacisk na owoce i warzywa, przeciwdziała stratom ich cennych składników. W Konsturkacji urządzeń ograniczane są do minimum części metalowe, które wpływają na utlenianie się składników, przyczyniając się szybkiej utraty jakości soków. 

Na rynku produktów spożywczych naturalna i zdrowa żywność staję się niezwykle popularna. Coraz częstszym widokiem w marketach są konsumenci czytający etykiety produktów. Popyt na  prozdrowotną żywnosć rośnie, a świadomy konsument to wymagający konsument. Rzadziej sięga on po produkty wysoko przetworzone z niekończącą się listą substancji. Rośnie zapotrzebowanie na naturalną żywność, stąd równie intensywnie poszukiwane są metody pozwalające na produkcję żywności, bez wpływu na ich wartość odżywczą oraz walory smakowe.  

            

Witaminy nie lubią ciepła 

Nie tylko witaminy, ale szereg związków, które wpływają pozytywnie na zdrowie np. przeciwutleniacze charakteryzyje się niską odpornością na działanie wysokich temperatur. Produkt, który utrwalany jest poprzez pasteryzację traci swoje cenne właściwości, co niejednokrotnie poprarte zostało badaniami. Wysoka temperatura nie tylko wpływa negatywnie na witaminy i związki funkcjonalne oraz również na substancje smakowo-zapachowe. Dodatkowo naturalna barwa soków ulega zmianie, gdyż barwniki żywności takie jak β-karoten lub antocyjany, są termolabine – nieodporne na wysoką temperaturę.

 

Wady pasteryzacji

- utrata składników odżyczych

- redukcja naturaln smak oraz aromat (produkt traci swoje walory smakowe)

- posmak gotowania 

- zmiany naturalnej barwy 

 

Wysokociśnieniowa obróbka HPP soków stosowana zamiast pasteryzacji pozwala na zachowanie funkcjonalych składników oraz naturalnego smaku owoców i warzyw. Soki oraz napoje utrwalane wysokim ciśnieniem nie posiadają posmaku gotowania , a ich smak różni się znacząco od soków utrwalanych termicznie. Nowoczesna technologia HPP pozawala powstrzymać degradację witamin oraz przeciwutelniaczy, czyniąc utrwalane soki wartymi napisu "100% owoców".

Witamina C

Jednym ze związków przeciwutleniających jest mająca udowodnione pozytywnie działanie na organizm jest witamina C. Ta rozpuszczalna w wodzie witamina jest związkiem nieodpornym na działanie wysokiej temperatury oraz łatwo się utlenia. Podczas procesów technologicznych owoce i warzywa, a nastepnie produkt kończowy są często poddawane są zabiegom termicznym. Konsekwencją tej obróbki jest degradacja kwasu askorbinowego. Dodatkową wadą termicznej obróbki soków jest utrata naturalnego smaku owoców oraz innych witamin i przeciwutleniaczy.    

Rozwiązaniem pozwalającym chronić witaminę C w produktach jest technologia HPP. Wysokie ciśnienie w przeciwieństwie do temperatury powoduje degradacji kwasu askorbionowego, gdyż nie wywiera wpływu na wiązania chemiczne w jego stukturze. Wykres poniżej przedstawia wyniki badań zawartości witaminy C w świeżo wyciśniętym soku pomarańczowym utrwalanym przy użyciu technologii HPP w ciągu 14 dni przechowywania. Badania zostały przeprowadzone na sokach pomarańczowym z uwagi na fakt, iż jest on powszechnym źródłem witaminy C w diecie ludzkiej. Proces wysokociśnieniowego utrwalania został przeprowadzony w urządzeniu EXDIN Solutions – model HPP 6-CAL70.

Figure 4.  The effect of HPP of the content of vitamin C in orange juice during 14 days of refrigerated storage [4]

Z uwagi na fakt, iż czynnikiem utrwalającym nie jest temperatura, a wysokie ciśnienie, zaobserwowano brak negatywnego wpływu na produkt. Obróbka wysokociśnieniowa nie spowodowała istotnych zmian zawartości witaminy C w soku pomarańczowym. Jej poziom pozostał praktycznie niezmieniony przez cały okres przechowywania. Sok nadal charakteryzował się wysoką jej zawartością oraz naturalnym smakiem pomarańczy. Stwierdzono, iż poziom witaminy porównywalny był z sokiem świeżowyciśniętym. 

Aplikacja rozwiązań EXDIN Solutions pozwala uzyskać produkt bezpieczny mikrobiologicznie, który zachowuje swoje najlepsze walory zarówno odżywcze, jak i smakowe. Konstrukcja urządzeń HPP firmy EXDIN pozwala na zwiększenie wydajności produkcji z uwagi na wielocylindrowy system, co w bezpośredni sposób wpływa na wydajniejsze wykorzystanie urządzenia i osiągnięcie wymaganych efektów.

Figure 5.  Effects of high hydrostatic pressure (HPP) treatment on nutrient content (vitamin C) of apple juice [6]

Kim i in. [6] przedstawili wyniki swoich badań nad wpływem obróbki termicznej (pasteryzacji) i ciśnieniowej na zawartość witaminy C w soku jabłkowym. Proces HPP o parametrach 500MPa/3min/25°C nie wpłynął znacząco na zmianę zawartości witaminy C, podczas gdy pasteryzacja (85°C/1min) przyczyniła się do znacznej degradacji związku. Utrwalanie wysokim ciśnieniem wpłynęło pozytywnie na stabilność witaminy C w soku, co czyni to HPP wysoce skuteczną w otrzymywaniu produktów o wysokiej wartości odżywczej. Sok HPP oraz sok nie poddany obróbce ciśneniowej charakteryzowały się podobną zawartością witaminy [6].

                                                                         

 Figure 6.  Values of ascorbic acid in HPP blueberry juice (200, 400, 600 MPa for 5, 9 and 15 min) [2]

HPP jest metodą umożliwiającą kontrolę zawartości składników odżywczych w sokach. W przeciwieństwie do pasteryzacji, obróbka wysokociśnieniowa pozwala na ochronę wrażliwej witaminy C. Ciśnienie sześciokrotnie większe niż panujące na dnie Rowu Mariańskiego nie wpływa istotnie na kwas askorbinowy, co przedstawia analiza Barba i in. [2]. Badacze udowodnili, iż kwas askorbionowy obecny w soku z borówki amerykańskiej był stabilny nawet po 15 minutach obróbki ciśnieniowej w zakresie 200-600 MPa. Zachowany został w ponad 92% w stosunku do zawartości początkowej. W praktyce przemysłowej stosuje się poziomy ciśnień 200-400 MPa. Są to poziomy niższe niż stosowane w badaniu, a więc bezpieczniejsze dla wartości odżywczej produktu [2].

Polifenole

Kolejnymi związkami w sokach i napojach roślinnych ze  szczególną wartością zdrowotną są polifenole. Jest to grupa biologicznie czynnych substancji obecnych w owocach i warzywach licząca kilka tysięcy związków.  Podobnie do witaminy C, związki te są silnymi przeciwutleniaczami. Przeciwdziałają powstawaniu komórek rakowych oraz posiadają potencjał przeciwutleniający nawet 30 razy silniejszy od kwasu askorbinowego. Ich odporność na warunki wysokiej temperatury jest jednak podobna. Termiczne procesy utrwalania pozbywają się polifenoli tak skutecznie, jak usuwają z produktu bakterie. Wartość odżywcza produktów maleje, a razem z nią cenne właściwości związków polifenolowych.  

                                                                                       

    Figure 7.  The effect of HPP of the total phenoilic content in apple juice during 14 days of refrigerated storage [4]

Wpływ wysokiego ciśnienia hydrostatycznego na ogólną zawartość polifenoli w soku jabłkowym zostały przedstawione powyżej. Analiza wykazała, iż brak istotnego wpływu obróbki na zawartość polifenoli w sokach przez okres 14 dni od produkcji. Warto dodać, iż ilość badanych przeciwutleniaczy była porównywalna z zawartością polifenoli w soku nie poddanym obróbce oraz wyższa bezpośrednio po procesie HPP.  Podobnie jak w przedstawionym wcześniej przypadku wzrostu stężenia witaminy C  może być to skutkiem zwiększonej ekstraktywności związków polifenolowych w soku pod wpływem obróbki wysokociśnieniowej. Informacja ta ma duże znaczenie, gdyż HPP jest procesem, który pozwala na uzyskanie produktu identycznego z produktem nieprzetworzonym. W tym przypadku nawet o zwiększonej wartości prozdrowotnej w porównaniu z sokiem surowym. 

 

 Figure 8.  Values of total phenolic content in HPP blueberry juice (200, 400, 600 MPa for 5, 9 and 15 min) [2]

Badacze Barbra i in. [2] niezależnie od poziomu stosowanych parametrów procesu, udowodnili, iż obróbka wysokociśnieniowa ma wielki potencjał w uzyskiwaniu produktów utraty ich cennych cennych właściwości. Sok z borówek okazał się odporny na działanie wszystkich zastosowanych poziomów ciśnienia oraz czasów obróbki, co skutkowało stabilnością ogólnej zawartości polifenoli w produkcie. Substancje przeciwutleniające posiadają zwiększoną podatność na ekstrakcję po obróbce wysokociśnieniowej, co często przejawia się ich wzrostem w produkcie po procesie. Czyni to HPP metodą specyficzną, która zamiast powodować utratę, powoduje zwiększenie dostępności witamin i przeciwutleniaczy w świeżych sokach i napojach roślinnych [2].

 

Walory sensoryczne i barwa

Smak i zapach – główne cechy produktu wpływające na akceptację konsumencką.

W przypadku soków utrwalanie pasteryzacją wpływa na naturalne walory sensoryczne owoców i warzyw. Bukiet smakowo-zapachowy soków i napojów roślinnych po obróbce termicznej przemienia się w posmak gotowania. Z uwagi na specyficzny mechanizm działania obróbki wysokociśnieniowej cechy te mogą zostać zachowane, czego nie gwarantuje tradycyjna termiczna obróbka. Dzięki ograniczonemu wpływowi procesu HPP na związki aromatyczne, soki utrwalane wysokim ciśneniem charakteryzują się smakiem i zapachem świeżych owoców.  Czyni to produkt atrakcyjnym przez cały okres przydatności do spożycia, który zostaje wydłużony dzięki skutecznemu niszczeniu drobnoustrojów.

 

 Figure 9. Sensory evaluation of control and pressure-treated grape juice during refrigerated storage (1 or 60 days at 4°C) [5]

Surowe soki winogronowe oraz utrwalane HPP poddano analizie sensorycznej w odpowiednio przygotowanych warunkach. Stwierdzono brak różnic istotnych pomiędzy próbką kontrolną (nieutrwaloną), a próbką poddaną HPP. Nie odnotowano zmian sensorycznych po 1 dniu przechowywania. Według oceny, próbki charakteryzowały się świeżością, podobnym aromatem oraz odczuciem słodyczy. Po 60 dniach zmiany były odczuwalne w próbce kontrolnej soku. Poziom słodyczy był znacznie niższy oraz stwierdzono fermentację, co było przyczyną rozwoju mikrobiologicznego. W przypadku próbki poddanej utrwalaniu wysokociśnieniowemu, sok z winogron charakteryzował się stabilnym poziomem kwasowości, świadczącym o braku procesów fermentacyjnych.  Sok HPP nie charakteryzował się posmakiem ugotowanych owoców. Także aromat trawiasty był w nim mniej odczuwalny, niż w przypadku soku surowego. Nie stwierdzono istotnych zmian słodkości w soku HPP, w przeciwieństwie do próby kontrolnej w której już po 30 dniach odnotowano spadek słodkości i wzrost kwasowości.  

Przedstawiona ocena soku winogronowego utrwalanego wysokim ciśnieniem informuje, że produkt zyskał ogólną akceptację wśród oceniających. Technologia HPP połączona z przechowywaniem chłodniczym jest skutecznym sposobem przedłużenia terminu przydatności do spożycia soków i napojów, przy minimalizowaniu strat wartości odżywczych oraz cech sensorycznych [5].

 

 Table 1. The HPP impact on the color of  the blueberry juice treated at diffrent levels of pressure  [2]

   

W świeżych sokach owocowych i warzywnych bezustannie zachodzące reakcje biochemiczne powodują zmiany w produkcie. Zmiany takie jak np. utrata barwy mogą być nasilone poprzez obróbkę termiczną. Instrumentalna analiza barwy soku z jagód poddanego procesowi HPP wykazała, iż wysokociśnieniowa obróbka nie powoduje istotnych i zauważalnych zmian barwy. Sok HPP charakteryzował się podobnymi do soku surowego parametrami. Dobranie odpowiednich warunków procesu wysokociśnieniowego utrwalania umożliwia połączenie skutecznego zachowania naturalnych cech soków i napojów z ich jednoczenym utrwaleniem [2]. 

 

Roślinne alternatywy mleka 

 

Napoje roślinn będące alternatywną dla mleka, produkowane z roślin, takich jak soja, owies, migdały, kokos, wśród konsumentów cieszą się niezwykłą popularnością, zarówno z uwagi na wartości odżywcze, jak walory smakowe. Właściwości roślinnych napojów, takie jak wysoka zawartość białka, błonnika pokarmowego, czy związków mineralnych są doceniane przez konsumentów. Ich funkcjonalność staje się motorem napędowym sprzedaży. Napoje nie mają już tylko gasić pragnienia. Popularność tych produktów jest wynikiem wzrastającej świadomości konsumenckiej oraz licznych kampanii promujących prozdrowotny styl życia i żywienia. Dodatkowym istotnymi czynnikiem, który wpływa na wzrost sprzedaży jest nietolerancja laktozy, czyli cukru mlecznego. Rozwój tego rynku nie wiąże się, jak się często uważa z popularnością tych produktów wśród wegan oraz wegetarian. Zwiększone zainteresowanie zauważalne jest wśród wszystkich grup konsumentów.

Roślinne alternatywy mleka to układy koloidalne utworzone z dużych rozmiarów rozproszonych cząstek, takich jak kuleczki tłuszczu, cząstki stałe z surowców, białka i granulki skrobi. Ogólnie przyjęta klasyfikacja napojów roślinnych przyjmuje 5 kategorii:

 

1. Napoje z roślin strączkowych np. sojowe 

Powszechne źródło białka dla osób nietolerujących laktozy. Soja jako jeden z głównych surowców do produkcji roślinnych zamienników mleka charakteryzuje się wysoką zawartością białka, niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz oraz izoflawonów. Sojowe napoje korzystnie wpływają na układ krążenia oraz skutecznie przeciwdziałają powstawaniu komórek rakowych.  

 

 

 

 

2. Napoje zbożowe np. owsiane, ryżowe, jęczmienne

W Europie najpowszechniejszą wśród napojów roślinnych alternatywą dla mleka krowiego jest mleko owsiane. Owies cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na obecność błonnika pokarmowego, substancji fitochemicznych oraz wysoką wartość odżywczą. Napoje owsiane oprócz korzystnego profilu aminokwasowego zawierają B-glukan, witaminy z grupy B oraz żelazo. W przeciwieństwie do orzechowych napojów roślinnych są wolne od alergenów. Owies charakteryzuje się wysoką zawartością skrobi. Napoje owsiadne poddane pasteryzacji zaczynają żelować, co obniża jakość produktu.

3. Napoje orzechowe np. migdałowe, kokosowe, z orzechów laskowych

Orzechy to doskonałe źródło pełnowartościowych białek oraz wysokiej jakości tłuszczów. Ich witaminy oraz składniki mineralne sprawiają, iż napoje roślinne na bazie orzechów cieszą się niezwykłą popularnością, także z uwagi na obecność antyoksydantów przeciwdziałająch nowotworom. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach towarzyszą niezbędnym nienasyconym kwasom tłuszczowym. Napoje migdałowe, czyli najpopularniejsze tego typu produkty w USA, są bogatym źródłem minerałów takich jak magnez, wapń, cynk oraz fosfor. W południowo-wschodniej Azji główną rolę odgrywa kokos, gdzie na dużą skalę produkuje się wodę kokosową oraz napoje z jego miąszu. 

 

 

 

 

4. Napoje z nasion np. konopne, sezamowe, z nasion lnu

Uważa się, że nasiona oleiste mają równie wysoki potencjał jako surowiec do produkcji roślinnych napojów zastępujących mleko. Napoje na bazie sezamu, lnu, czy nasion konopi stają się niezwykle popularne, z uwagi na wysoką koncentrację składników odżywczych w nasionach oraz swoje właściwości funkcjonalne.  

5. Napoje pseudo-zbożowe np. mleko gryczane, z komosy ryżowej

 

 

 

 

 

Operacje termiczne, którym poddawane są alternatywne dla mleka napoje roślinne, powodują zmiany w produkcie. Obróbka cieplna, jak pasteryzacja czy sterylizacja, może powodować zmiany w składnikach żywności, zwłaszcza białkach i lipidach, które stabilizują emulsję. Procesy termiczne wpływają na zwiększoną dysocjację, denaturację i agregację białek, co wpływa negatywnie na ich rozpuszczalność w napojach. Również ogrzewanie skrobi powoduje znaczny wzrost lepkości, który może mieć wpływ na stabilność produktu. W przemyśle spożywczym szuka się metod na ograniczenie stosowania wysokiej temperatury w procesie produkcji, aby ograniczyć do minimum wpływ procesów termicznych na właściwości napojów roślinnych.

 

Napoje roślinne HPP

Zastosowanie technologii HPP w utrwalaniu alternatywnych dla mleka napojów na bazie roślin pozwala pozbyć się drobnoustrojów patogennych oraz psujących żywność, przy jednoczesnym zabezpieczeniu produktu przed niekorzystnymi zmianami spowodowanymi tradycyjnymi metodami utrwalania. Przykładowo, napój na bazie soi jest produktem o niskiej kwasowości. Wysokie pH produktu umożliwia bakteriom szybszy rozwój i czyni go podatnym na zepsucie. Stosowanie sterylizacji lub pasteryzacji w celu zwiększenia bezpieczeństwa niesie ze sobą ryzyko utraty wyjątkowych walorów smakowo-zapachowych napojów oraz ich wartości odżywczej. Wysoka temperatura wpływa negatywnie na ich zawartość, gdyż związki te są nieodporne na obróbkę termiczną. Dodatkowo następują zmiany, takie jak żelowanie się skrobii lub denaturacja białek, w konsekwencji dając niepożądaną strukturę żelu oraz tworzenie się osadu w produkcie.

Napoje roślinne podczas obróbki wysoką temperaturą są również narażone na zmiany barwy i cech sensorycznych spowodowane reakcjami Mailarda. Utrwalanie staję się dla producenta tematem problematycznym, gdyż proces stawia na szali jakość produktu. Wysoka jakość jest niezwykle doceniana przez konsumenta, a produkt nieutrwalony już po kilku dniach nie nadaje się do spożycia.

 

 

 

Alternatywne produkty potrzebują alternatywnych rozwiązań

 

 

 

 

Napoje roślinne utrwalane przy użyciu technologii HPP charakteryzują się wysoką zawartością składników odżywczych i minerałów, ponieważ wysokie ciśnienie nie oddziałuje negatywnie na wartość odżywczą produktu. Kontrola oraz bezpieczeństwo żywności, które są kluczowymi elementami jej produkcji stają się ułatwione, dzięki zastosowaniu wysokiego ciśnienia hydrostatycznego. Umożliwia to uzyskanie kilkukrotnie przedłużenego terminu przydatności do spożycia, a producent nie musi obawiać się o utratę jakości swoich wyrobów. Technologia HPP ogranicza do minimum negatywny wpływ wysokiej temperatury, gdyż to ciśnienie jest czynnikiem utrwalającym żywność. 

 

Figure 10. Log reduction of E.coli O157:H7, Salmonella and L. monocytogenes in artificially inoculated plant-based beverages immediately after HPP treatment and after one day of storage at 4 ºC [1] 

Obróbka wysokociśnieniowa HPP spowodowała wysoką redukcję drobnoustrojów patogennych w wodzie kokosowej oraz napoju migdałowym. W celu uzyskania odpowiedniej liczebności patogenów, zastosowano zaszczepienie produktów komórkami E.coli, Salmonelli oraz L.monocytogenes, a następnie przechowywano w 4ºC, aż do momentu HPP. Próbki zostały poddane procesowi ciśnieniowania. Technologia umożliwia degradację drobnoustrojów powyżej 5 poziomów logarytmicznych, co jest wynikiem wysoce zadowalającym i pozwalającym na otrzymanie produktu bezpiecznego mikrobiologicznie. 

Medium przenoszącym ciśnienie podczas procesu jest woda. Jej wysoka zawartość w napojach roślinnych czyni technologię HPP wysoce skuteczną, z uwagi na równomierne rozchodzenie się ciśnienia w produkcie. Dodatkowo obróbka wysokociśnieniowa ogranicza do minimum wpływ na teksturę produktów, a opakowanie po przeprowadzonym procesie jest nienaruszone nawet w najmniejszym stopniu. 

Zalety HPP:

1. Przedłużenie terminu przydatności bez negatywnego wpływu na produkt
2. Zwiększone bezpieczeństwo i eliminacja zagrożeń mikrobiologicznych
3. Zachowanie naturalnych walorów smakowo-zapachowych
4. Produkty z czystą etykietą
5. Wysoka wartość odżywcza, bez konserwantów i sztucznych dodatków
6. Tworzenie innowacyjnych produktów o wysokiej jakości
7. Ułatwiona dystrybucja i gwarantowany efekt rynkowy

 

Proces wysokociśnieniowego utrwalania soków i napojów umożliwia uzyskanie najkorzystniejszych efektów. Produkt jest stabilny mikrobiologicznie przez cały okres przechowywania i nie traci jednocześnie wartości odżywczej oraz cech sensorycznych, co ma miejsce w sokach i napojach utrwalanych termicznie.  

Utrwalanie wysokociśnieniowe jest wysoce skutecznym sposobem na przedłużenie trwałości produktów, które podatne są na łatwe psucie. Zwiększone bezpieczeństwo mikrobiologiczne daje producentowi przewagę nad konkurencją, gdyż może on zwiększyć zasięg dystrybucji bez negatywnego wpływu na produkt.

 

Zapraszamy do współpracy

Pragnąc sprostać Państwa oczekiwaniom, EXDIN Solutions oprócz wysokiej jakości urządzeń, zapewnia ceny producenta, będące rezultatem optymalnego doboru technologii do potrzeb klienta.  Przed rozpoczęciem współpracy każdy z potencjalnych produktów jest dokładnie przebadany, aby zapewnić najkorzystniejsze dla Państwa rozwiązanie technologiczne. Dążymy do tego, aby być preferowanym partnerem dla klientów, przekazując im nasze unikalne możliwości i kompetencje w postaci oferowanych urządzeń, systemów i usług. 

 

Zapraszamy do zapoznania się z publikacją Utrwalanie soków wysokiej jakości z wykorzystaniem wysokich ciśnień. 

 

W celu uzyskania szerszych informacji prosimy o kontakt telefoniczny +48 12 222 00 37 ​ lub e-mail contact@exdinsolutions.com

 

 

 

Literatura

[1] S. J. Abd, W. Oscasio, C. M. H. Ferstl, 2015. Efficacy of High Pressure Pasterization as a Kill Step for Escherichia coli O157:H7, Salmonella and Listeria monocytogenes in Low and High Acid Juices and Almond Milk. The Natural Food Labs Research, Livermore, CA

[2] Barba F. J. , Esteve M. J., Frigola A., 2013. Physicochemical and nutritional characteristics of blueberry juice after high pressure processing. Food Research International, 50 (2013): 545–549

[3] Bayindirli A., Alpas H., Bozoglu F., Hizal M., 2006. Efficiency of high pressure treatment on inactivation of pathogenic microorganisms and enzymes in apple, orange, apricot and sour cherry juices. Food Control, 17(1): 52-58

[4] Bone J., Widłak G., W.achowicza Ł., 2019. Utrwalanie sokow wysokiej jakości z wykorzystaniem wysokich ciśnień. Przemysł Spożywczy (3)73: 30-34

[5] Daoudi L., Quevedo J.M., Trujillo A. J., Capdevila F., Bartra E., Minguez S., Guamis B., 2002. Effects of High-Pressure Treatment on the Sensory Quality of White Grape Juice. High Pressure Research. An International Journal Volume 22(3-4): 705-709

[6] Kim H.K, Leem K.H., Lee S., Kim B.Y., Hahm Y.T., Cho H.Y, Lee J.Y., 2012. Effect of High Hydrostatic Pressure on Immunomodulatory Activity of Cloudy Apple Juice. Food Science and Biotechnology, 21(1): 175-182

[7] Stannard C., C. Bell, M. Greemwood, J. Hooker, A. Kyriakides, R. Mills. 1997. „Development and use of microbiological criteria for foods. Guidance for those involved in using and interpreting microbiological criteria for foods”. Food Science and Technology Today 11 (3) : 139-177