Растительное "молоко". От А до Я

Пролог 

Натуральное коровье молоко стабильно остается в топе регулярно потребляемых продуктов по всему миру. Оно является источником макро- (белки, жиры, углеводы) и микронутриентов (витамины и минералы). Однако, по ряду причин, не все могут его употреблять. Иногда препятствием становится непереносимость лактозы, в некоторых случаях – аллергия на белки коровьего молока, кто-то решает от него отказаться по соображениям выбранной диеты или вкусовых предпочтений. В таких случаях на помощь приходит «растительное молоко», хотя корректнее было бы его называть «растительный напиток», поскольку по своим свойствам и составу имеет очень мало общего с коровьим молоком.
В этой статье разберемся, как читать состав на пачке растительного напитка, почему производители разрабатывают продукты «специально для бариста», и почему не стоит бояться «химии» в составе.

Химические свойства белков

Мы уже много говорили о том, что молочные белки служат натуральными эмульгаторами и стабилизаторами пены, и являются основными компонентами, отвечающими за формирование и стабильность молочной пены. Молоко без жиров можно успешно взбить, а молоко без белков – нет.

Молекулы молочных белков (преимущественно сывороточных) амфифильны. Это значит, что молекула белка в воде будет одновременно гидрофильна («любит воду») и гидрофобна («боится воды»). Молекулы белков обладают этим свойством, поскольку в их состав входят аминокислоты с гидрофильными и гидрофобными радикалами. Радикал – это, та часть молекулы аминокислоты, которой они отличаются друг от друга. Некоторые из них растворимы в воде, а некоторые – нет. Поскольку молекулы белков содержат множество разных аминокислот, то некоторые из них будут обладать гидрофильными свойствами, а остальные – гидрофобными.

Молекулы белков образуют «пленку» вокруг каждого образовавшегося пузырька воздуха, стабилизируя его в пене. Эмульгаторы и стабилизаторы пены работают по такому же принципу – адсорбируются на поверхности пузырьков воздуха, не давая им сближаться друг с другом.

Пищевая ценность растительного и коровьего молока

А теперь поговорим о растительных альтернативах коровьему молоку. В этой статье рассмотрим соевое, кокосовое, миндальное и овсяное «молоко» как наиболее часто встречающиеся на полках супермаркетов и в кофейнях.
Каждый из этих напитков обладает разным составом, поскольку изначальный химический состав сои, кокоса, миндаля и овса также разный. Соя, в отличие от овса, содержит много белка, который потенциально может стабилизировать пену в напитке. 

Каждый растительный компонент может быть по-своему полезен для здоровья человека. 

Что касается питательной ценности растительного молока по сравнению с коровьим, то было проведено большое исследование, в ходе которого были проанализированы составы 330 растительных напитков, доступных в супермаркетах.

Чем же отличается пищевая ценность коровьего молока от растительных альтернатив?

Основное отличие в содержании белка. Цельное и полуобезжиренное коровье молоко (1.5-2% жира) в среднем содержат 3.5 грамма белка на 100 мл продукта, тогда как большинство растительных альтернатив содержат не больше 1 грамма белка на 100 мл напитка.  Это не относится к соевому молоку, поскольку, как уже было замечено, соевые бобы по своей природе богаты белком. В среднем соевое молоко содержит 3.3 г белка на 100 мл. Важно также отметить, что белки коровьего молока и растительного разные, обладают разными свойствами и разной пищевой ценностью для организма человека. По имеющимся данным, в соевых напитках наблюдается дефицит незаменимой аминокислоты*– метионина.

Также было сделано интересное наблюдение, что растительные продукты, маркированные как «органические», содержали в среднем в 4 раза меньше белка, чем их «неорганические» альтернативы. Также было замечено, что маркировка «organic» не приводит к улучшению пищевой ценности продукта.

Различия в пищевой ценности растительного и коровьего молока наблюдаются не только с точки зрения макро-, но и микронутриентов. Молоко и кисломолочные продукты – это важнейшие источники кальция в рационе человека (120 мг на 100 мл). Более того, биодоступность кальция из молочных продуктов выше, поскольку в молоке ионы кальция соединены слабыми связями с фосфорилированными фрагментами серина в белке казеине. В растительных альтернативах, напротив, кальций прочно связан с оксалатами, фитатами и т.д., что снижает его биологическую доступность для организма человека.

Производители специально добавляют кальций в растительные напитки, причем равняются на его содержание в коровьем молоке – 120 мг/100 мл. Такое содержание кальция было отмечено у 88% растительных напитков.
Помимо вышеперечисленного, коровье молоко является источником фосфора (он обеспечивает связь ионов кальция с казеином), йода, который необходим для синтеза гормонов щитовидной железы, и который в малых количествах содержится в соевом, рисовом, овсяном и миндальном молоке.

Очень подробно все эти различия описаны в статье Donato Angelino et al (2020).

*Незаменимыми называют аминокислоты, которые самостоятельно не синтезируются в организме человека и должны поступать с белками пищевых продуктов.

Производство

Процесс ферментации является ключевым в промышленном производстве растительной основы. Под ферментацией подразумевается процесс превращения сложных углеводов, например крахмала, в простые продукты – спирты и кислоты с образованием диоксида углерода СО₂ под действием ферментов (энзимов). Ферменты – это белки, ускоряющие биологические реакции. Ферментация – это один из этапов процесса брожения.

В некоторых случаях для сквашивания или брожения добавляют только один вид бактерий, но чаще всего используют их комбинации, поскольку они могут работать в синергии (дополнять действие друг друга).

Для сквашивания используются дрожжи и/или бактерии. Выбранные для производства микробиологические компоненты определяют ход процесса брожения, а также позволяют заранее определить, какие новые вещества образуются в итоге реакции. В ходе брожения выделяются ферменты (например, дрожжами), которые способны расщеплять большие молекулы.

Ферменты (энзимы) могут вводиться и самостоятельно без предварительного сквашивания продукта. В общем, ферментация позволяет размягчить жесткие растительные волокна, повысить питательную ценность, улучшить органолептические характеристики продукта, продлить срок годности и получить новые вкусы и ароматы.

Например, для производства овсяного молока, овес сначала смешивают с водой и измельчают, затем к полученной массе добавляют ферменты (амилазы) и/или микроорганизмы (какие именно зависит от производителя*), чтобы расщепить молекулу крахмала овса на более простые компоненты – в основном, мальтозу (природный дисахарид), которая придает натуральную сладость напитку.

Затем полученную массу очищают от всех оставшихся твердых частиц, добавляют к ней необходимые для стабильности компоненты (зависит от производителя), затем нагревают, чтобы молоко прошло через процессы пастеризации или ультрапастеризации, после этого гомогенизируют, чтобы молоко стало однородным, а глобулы жиров разбились на более мелкие (это предотвращает отделение жиров от жидкой части напитка и придает ему «кремовую» текстуру), а затем фасуют. Если у производителя не стоит задачи сделать продукт для бариста, то он может содержать только растительную основу, обработанную необходимым образом, продукты же для профессионалов требуют добавления некоторых компонентов, чтобы пена была стабильной и обладала необходимой для латте-арт текстурой.

*Как правило для ферментации злаковых культур используют микроорганизмы рода Lactobacillus (Lb. plantarum, Lb. fermentum, Lb. casei, Lb. reuteri, Lb. rhamnosus, Lb. Acidophilus, Lb. brevis и другие); Pediococcus (P. acidilactici, P. pentosaceus, P. pentisaceus etc.), Bifidobacterium; Candida; Debaryomyces; Endomycopsis; Hansenula; Pichia; Saccharomyces и Trichosporon.

Добавки

Далее речь пойдет о дополнительных компонентах напитков на основе растительного молока, и я хотела бы отметить, что далеко не всегда «химия» в составе продукта плоха или опасна. Все нижеперечисленные компоненты прошли все необходимые тесты на безопасность человека и токсичность, и законодательно разрешены для применения в пищевой промышленности. Они необходимы в составе, чтобы молоко взбивалось, долго хранилось и не расслаивалось. Также, не все «химические» ингредиенты имеют синтетическую природу. Многие вещества получают из растений, и продукт, в составе которого есть «химические» наименования, может быть на 100% натуральным.

Проанализировав состав растительных напитков для бариста, я выделила следующие основные группы компонентов:

· Вода

· Растительные компоненты

· Регуляторы кислотности

· Стабилизаторы пены (эмульгаторы)

· Стабилизаторы

· Растительное масло

· Витамины и минералы

· Ароматизаторы (натуральные и идентичные натуральным)

Теперь поговорим отдельно о каждой группе компонентов и выделим наиболее часто встречающиеся наименования.

О процессе производства растительной основы мы подробно поговорили выше, поэтому перейдем к регуляторам кислотности.

Это важные компоненты, поддерживающие определенный уровень pH, что позволяет продлить срок годности продуктов, создавая неблагоприятную среду для развития микроорганизмов, а также, усиливая действие консервантов.

Чаще всего в растительном молоке для бариста встречаются: Фосфаты (E340): дикалий фосфат или dipotassium phosphate (Е340iii), монокалий фосфат или monopotassium phosphate (E340i); карбонат кальция или calcium carbonate (E170).

Следующая группа компонентов – это стабилизаторы пены или эмульгаторы (emulsifiers). Они препятствуют оседанию пены, служат альтернативой белкам в коровьем молоке. Эмульгаторы относятся к поверхностно-активным веществам (ПАВ) и облегчают получение эмульсий и стабилизируют их. Простыми словами, предотвращают расслоение несмешивающихся сред. Молекулы эмульгаторов имеют амфифильное строение, следовательно, концентрируются на поверхности раздела фаз (в случае с растительным молоком – это воздух/вода), стабилизируя пену. Чаще всего в растительном молоке для бариста встречаются: соевые бобы, поскольку они богаты белком; фосфаты кальция или calcium phosphates (E341); камеди: геллановая камедь или gellan gum (Е418), которая также является загустителем, ксантановая камедь или xantan gum (E415); лецитины или lecithin (E322);

Стабилизаторы предотвращают изменение изначальных органолептических свойств продукта. Их используют для создания структуры продукта.

Чаще всего в растительном молоке для бариста встречаются: фосфаты кальция или calcium phosphates (E341); камеди: геллановая камедь или gellan gum (Е418), ксантановая камедь или xantan gum (E415); полифосфат натрия или sodium polyphosphate (E452); каррагинан или carrageenan (Е407); моно- и диглицериды жирных кислот (Е471), производится из растительных жиров (пальмовое, соевое, рапсовое масло) и глицерина.

Соль, или хлорид натрия, в случае растительного молока добавляется для улучшения вкусовых качеств продукта. Также соль оказывает консервирующее действие.

Витамины и минералы, чаще всего витамины группы В, витамин D, а также кальций, добавляют в растительное молоко, как вещества, обладающие доказанной пользой для здоровья человека.

Растительные масла (рапсовое, подсолнечное) добавляются в молоко для повышения жирности и придания ему гладкой текстуры. Рапсовое масло устойчиво к воздействию температур, необходимых для взбивания пены, поэтому его часто можно встретить в составе растительного молока для бариста.

Идентичные натуральным ароматизаторы аналогичны по составу натуральным, но получены они методом химического синтеза или же какие-либо из компонентов были выделены из натуральных компонентов химическим методом. Идентичные натуральным ароматизаторы могут содержать в составе натуральные компоненты, но не могут называться «натуральными ароматизаторами» (ГОСТ Р 52464-2005).

Отмечу, что у вышеперечисленных веществ может быть не только одно свойство. Например, фосфаты кальция являются как стабилизаторами, так и регуляторами кислотности, разрыхлителями.

И еще кое-что. На упаковках растительного молока встречается маркировка «Без добавления сахара/No added sugars», однако в составе все равно есть строка «Углеводы». Такая маркировка говорит о том, что производитель не добавлял в свой продукт моно- и дисахариды, например сахарозу. В составе они присутствуют, поскольку их содержит сырье, а также они могут образовываться в результате ферментации.

Эпилог

Таким образом, растительное молоко для бариста представляет собой многокомпонентную смесь на основе растительной основы (соя, овес, кокос и т.д.). Молоко взбивается, поскольку в его состав входят компоненты, способствующие стабилизации пузырьков воздуха. Вкус и качество напитка на основе такого молока будет зависеть от комбинации этих компонентов, а также от качества сырья – как растительной базы, так и добавок. Некоторые растительные компоненты, например соя, богаты белками, поэтому компоненты сои можно встретить в составе других растительных напитков, поскольку белки являются природными эмульгаторами, именно они способны стабилизировать «молочную» пену.

Статьи
Angelino, D., Rosi, A., Vici, G., Dello Russo, M., Pellegrini, N., Martini, D., & On Behalf Of The Sinu Young Working Group (2020). Nutritional Quality of Plant-Based Drinks Sold in Italy: The Food Labelling of Italian Products (FLIP) Study. Foods (Basel, Switzerland), 9(5), 682
Angelov, A., Yaneva-Marinova, T., & Gotcheva, V. (2018). Oats as a matrix of choice for developing fermented functional beverages. Journal of food science and technology, 55(7), 2351–2360.
Henney, J.E., Taylor, C.L., Boon, C.S., editors. Strategies to Reduce Sodium Intake in the United States. Washington (DC): National Academies Press (US); 2010. 4, Preservation and Physical Property Roles of Sodium in Foods. Institute of Medicine (US) Committee on Strategies to Reduce Sodium Intake
Paul, A. A., Kumar, S., Kumar, V., & Sharma, R. (2020). Milk Analog: Plant based alternatives to conventional milk, production, potential and health concerns. Critical reviews in food science and nutrition, 60(18), 3005–3023.