Żywność pochodzenia roślinnego w centrum uwagi: sposób produkcji nowej generacji żywności pochodzenia roślinnego

Nowa generacja żywności opartej na roślinach jest ogromna i całkiem realna. Zastanawialiście się kiedyś jak to możliwe, że można naśladować jajka czy mięso bez użycia składników pochodzących od zwierząt? Dowiedzmy się, jak przemysł spożywczy to umożliwia.

Żywność pochodzenia roślinnego jest alternatywą dla żywności pochodzenia zwierzęcego, takiej jak mięso, ryby, jaja i produkty mleczne (np. mleko, jogurt i ser). Produkty te są często wytwarzane ze zbóż/pseudozbóż (np. pszenicy, jęczmienia, ryżu, owsa i komosy), roślin strączkowych (np. fasoli, grochu, soi, bobu i soczewicy) oraz nasion/orzechów (np. nasion konopi, rzepaku i orzechów ziemnych). Żywność oparta na roślinach nie jest zupełną nowością, ponieważ tradycyjne produkty, takie jak tofu (z soi) i seitan (z glutenu) są częścią azjatyckiej diety od wieków. Te tradycyjne produkty są wytwarzane z całych ziaren lub mniej przetworzonych składników, ale nie przypominają smakiem ani wyglądem żywności pochodzenia zwierzęcego.
W przeszłości tylko wegetarianie i weganie spożywali tradycyjne pokarmy pochodzenia roślinnego. Ale dziś to się zmieniło. Więcej konsumentów jest również skłonnych przyjąć dietę opartą na roślinach ze względu na środowisko, zdrowie i dobrostan zwierząt. Obecnie szacuje się, że około 34% całkowitej światowej emisji gazów cieplarnianych (GHG) pochodzi z produkcji żywności, przyczyniając się do zmian klimatu. W systemie żywnościowym produkcja zwierząt gospodarskich prowadzi do większych emisji gazów cieplarnianych, wykorzystania gruntów i wody oraz wylesiania niż uprawa roślin przeznaczonych do bezpośredniego spożycia.
Chęć konsumentów do spożywania większej ilości żywności opartej na roślinach była dla przemysłu spożywczego siłą napędową do zmiany w kierunku opcji opartych na roślinach. Zmotywowało to do poszukiwania bardziej zrównoważonych rozwiązań w zakresie żywności, takich jak stosowanie składników pochodzenia roślinnego oraz procesów mniej szkodliwych dla środowiska. Jednak zadowolenie konsumentów, którzy nadal sięgają po żywność pochodzenia zwierzęcego, nie jest łatwym zadaniem, ponieważ chcą oni alternatywnych rozwiązań, które są podobne w smaku i wyglądzie do tych pochodzenia zwierzęcego. Osiągnięcie tego celu jest dość trudne, ponieważ składniki roślinne i zwierzęce mają różne cechy, właściwości i składy odżywcze. To wyzwanie popchnęło naukowców i producentów żywności do wprowadzania innowacji i opracowywania nowych produktów pochodzenia roślinnego, a tym samym do ulepszania istniejących technologii bądź opracowywania nowych. Produkty te znane są jako nowa generacja żywności pochodzenia roślinnego, której celem jest naśladowanie smaku, tekstury i wrażeń związanych z jedzeniem produktów pochodzenia zwierzęcego. Kilka przykładów tych produktów to hamburgery, kiełbaski, paski kurczaka, bekon, mięso mielone, jajka, ser i, jogurt.
Wybór składników i procesów żywnościowych do produkcji nowej generacji żywności pochodzenia roślinnego będzie się różnił w zależności od żądanych cech, takich jak tekstura, smak i skład odżywczy.

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją trzy główne kroki potrzebne do przekształcenia upraw w żywność pochodzenia roślinnego.

Składniki pochodzenia roślinnego
Pierwszym krokiem jest wybór upraw i sposób ich przetwarzania na wartościowe składniki. Oznacza to wykorzystanie zbioru w całości lub przetworzenie go w celu oddzielenia składników niepożądanych. Aby na przykład opracować produkt bogaty w białko, często preferowane są rośliny strączkowe ze względu na ich wysoką zawartość białka. Z tego powodu istnieją metody ekstrakcji białek z roślin strączkowych, polegające na usuwaniu/redukcji innych składników. W rezultacie otrzymujemy szereg składników bogatych w białko: mąkę białkową (< 60%), koncentrat (60–80%) lub izolat (>88%). Zawartość białka będzie się różnić w zależności od metody ekstrakcji. Wybór upraw jest często oparty na funkcjonalności, kosztach, dostępności i trwałości.

Pozostałe składniki
Dla celów funkcjonalnych i sensorycznych stosuje się inne składniki, aby skomponować końcowy produkt spożywczy. W tym przypadku są też stosowane dodatki mające na celu poprawę tekstury, smaku, aromatu, wyglądu, bezpieczeństwa i trwałości. Dodatki te są pozyskiwane z roślin lub syntetyzowane. Obecny trend polega jednak na stosowaniu bardziej naturalnych składników, aby sprostać wymaganiom konsumentów. Kilka przykładów innych składników stosowanych w żywności opartej na roślinach to:
— tłuszcz i oleje: stosowane w celu wzmocnienia smaku lub tekstury. Przykłady stosowanych tłuszczów i olejów to olej słonecznikowy, rzepakowy, kukurydziany i sojowy;
— środki wiążące i zagęszczające: wiążą się z wodą i tłuszczem i są ważne dla tekstury produktu, takie jak białka roślinne, gumy lub włókna;
— aromaty i wzmacniacze smaku: stosowane w celu naśladowania aromatu i smaku żywności pochodzenia zwierzęcego. Stosowane są również do maskowania niepożądanych smaków obecnych w składnikach pochodzenia roślinnego. Mogą to być naturalne dodatki jak zioła i przyprawy oraz ekstrakty drożdżowe;
— barwniki: w produktach takich jak mięso kolor jest ważnym atrybutem dla konsumentów. Jednym z przykładów naturalnego dodatku stosowanego do naśladowania czerwonawego koloru mięsa jest ekstrakt z buraka. Innym przykładem jest zastosowanie kurkuminy lub karotenoidów do naśladowania żółtego koloru jaj;
— mikroelementy (witaminy i minerały): witaminy i minerały są często dodawane w celu poprawy składu odżywczego żywności pochodzenia roślinnego. Na przykład do mleka roślinnego dodaje się wapń i witaminę D, aby symulować skład odżywczy mleka krowiego.
Po wyborze składników kolejnym krokiem jest wybór procesów spożywczych niezbędnych do uzyskania żądanych właściwości sensorycznych i jakości.

Przetwórstwo spożywcze
Zazwyczaj przemysł spożywczy stosuje metody mechaniczne i/lub obróbkę termiczną w celu wytworzenia żywności pochodzenia roślinnego. Oto kilka przykładów stosowanych procesów:
— homogenizacja: stosowana do mieszania niemieszających się cieczy, takich jak olej i woda, w emulsję lub do poprawy stabilności i smaku produktu. Zwykle stosuje się ją w produkcji mleka roślinnego;
— filtracja: wykorzystuje membrany do oddzielenia i skoncentrowania cząstek w oparciu o ich wielkość. Może być stosowana w celu redukcji niepożądanych składników, takich jak antyutleniacze, lub do zagęszczania mleka roślinnego do produkcji jogurtu;
— wytłaczanie: najczęstszy proces stosowany do tworzenia struktur takich jak występujące w produktach mięsnych. Jest to proces polegający na mieszaniu, podgrzewaniu i strukturyzowaniu białek roślinnych w celu przekształcenia ich w struktury włókniste. Ekstruzja może również poprawić jakość odżywczą produktów bogatych w białko roślinne;
— proces typu shear-cell: proces wsadowy, w którym stosuje się wysoką temperaturę i siły mechaniczne, jak w przypadku wytłaczania, w wyniku czego powstają struktury włókniste. Proces shear-cell pomaga tworzyć analogi mięsa, takie jak całe kawałki;
— druk 3D: jest procesem, który tworzy struktury i kształty na podstawie szablonu poprzez składanie warstwa po warstwie materiału w określonym miejscu;
— fermentacja: proces zmieniający właściwości żywności poprzez aktywność mikroorganizmów (tj. drożdży, bakterii, grzybów). Dzięki fermentacji można uzyskiwać nowe smaki lub usuwać niepożądane, a także redukować składniki przeciwżywieniowe. Dzięki temu możliwa jest poprawa jakości sensorycznej i odżywczej żywności. Proces ten jest wykorzystywany do produkcji jogurtów i alternatyw serów.
Dzięki odpowiedniej kombinacji składników i procesów możliwe jest przekształcenie składników pochodzenia roślinnego w żywność bardziej atrakcyjną i zrównoważoną. Pomimo całego postępu, smak i atrybuty zdrowotne żywności pochodzenia roślinnego są nadal dyskusyjne. Nie ulega więc wątpliwości, że duża różnorodność produktów dostępnych na rynku pomaga konsumentom przejść na dietę w większym stopniu opierającą się na roślinach.

Bibliografia

• GFI, T. G. F. I. (n.d.). Global Food System Transition is Necessary to Keep Warming Below 1.5°C.
• Grossmann, L., & McClements, D. J. (2021). The science of plant-based foods: Approaches to create nutritious and sustainable plant-based cheese analogs. Trends in Food Science & Technology, 118, 207–229. https://doi.org/10.1016/J.TIFS.2021.10.004.
• Kyriakopoulou, K., Dekkers, B., & van der Goot, A. J. (2018). Plant-Based meat analogues. In C. Galanakis (Ed.), Sustainable Meat Production and Processing (1st ed., pp. 103–126). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814874-7.00006-7
• Mcclements, D. J., & Grossmann, L. (n.d.). Next-Generation Plant-based Foods Design, Production, and Properties
• Penna Franca, P. A., Duque-Estrada, P., da Fonseca e Sá, B. F., van der Goot, A. J., & Pierucci, A. P. T. R. (2022). Meat substitutes – past, present, and future of products available in Brazil: changes in the nutritional profile. Future Foods, 5. https://doi.org/10.1016/j.fufo.2022.100133