Gıda kolloidlerinin bitkisel protein etindeki uygulaması nedir?

Bitki proteinli et, temel malzeme olarak bitki proteini kullanılarak belirli teknik yollarla hazırlanan hayvansal et lifi yapısına, dokusuna, rengine, lezzetine, dokusuna ve görünümüne sahip biyonik bir et ürünüdür. Bitki eti matrisinin bileşimi, bileşenlerin türü ve nem içeriği, nihai ürünün dokusu ve ağızda bıraktığı his üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.
Malzeme özelliklerinin ve bileşiminin ekstrüde ürünlerin düzenleyici özellikleri üzerindeki etkisi önemli ve karmaşıktır. Organize protein bazlı bitkisel etlerin ticari olarak mevcut formülasyonları altı ana bileşenden oluşur (Tablo 1): su, protein, aroma maddeleri, yağ, bağlayıcı ve renklendirici maddeler. Su, toplam bileşenlerin 50% ila 80%'sini oluşturur ve plastikleştirici olarak görev yapar ve bitki bazlı et ürünlerinin işlenmesi sırasında sululuk sağlar.

Proteinler ve polisakkaritler gibi gıda kolloidleri ürün tanımlama ve farklılaştırmada önemli bir rol oynadığından ve yağ analogları lezzet, doku, ağız hissi ve besinsel yönlerin iyileştirilmesinde kilit faktörler olduğundan, bu makale proteinler, polisakkaritler ve yağ analogları gibi gıda kolloidlerinin bitki bazlı etlerde uygulanmasına yönelik araştırmaların ilerlemesine odaklanmaktadır.
Temel olarak 3 hususu içermektedir: 1) yüksek nemli organize protein liflerinin protein lif yapısının türleri, işlevleri ve oluşum mekanizması; 2) polisakkaritlerin türleri, yapıları ve işlevlerinin yüksek nemli ekstrüde bitki etlerinin makroskopik ve mikro yapıları ve dokuları üzerindeki etkileri; ve 3) gıda kolloidlerine dayalı yağ taklitlerinin geliştirilmesi ve bunların bitki etlerindeki uygulamaları. Proteinler
Bitki proteinleri çoğunlukla globüler proteinlerden oluşur ve üst düzey uzaysal yapılarını koruyan kuvvetler çoğunlukla kovalent olmayan veya ikincil bağlar gibi zayıf etkileşimlerdir. Neredeyse tüm bitki proteinleri, bitki bazlı yapay et hazırlanması için hammadde olarak kullanılabilir; örneğin baklagil proteinleri, tahıl proteinleri ve patates proteinleri, bitki bazlı et üretimi için temel hammaddelerdir.
1. Baklagil proteinleri Hammadde verimi, fiyatı ve işlevsel özelliklerinin kapsamlı bir analizine dayanarak, soya fasulyesi protein izolatı (SPI), soya fasulyesi protein konsantresi (SPC) ve bezelye protein izolatı (PPI), daha düşük fiyatları ve daha iyi emülsifikasyon, jelleşme, su tutma ve yağ bağlama özellikleri nedeniyle ticari olarak mevcut bitki bazlı et ürünlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yüksek protein saflığının bitki etinin dokusu ve görünümü ile pozitif bir ilişkisi olmamasına rağmen, SPI, 90%'den fazla protein içeriği, zayıf soya fasulyesi kokusu ve daha açık rengi nedeniyle yüksek nemli ekstrüde bitki protein etleri çalışmasında en yaygın olarak kullanılmaktadır.SPI, 50% nem içeriğinde çıplak gözle görülebilen lifli bir yapı oluşturdu ve anizotropik yapı X-ışını taramasıyla doğrulandı. Anizotropik yapının oluşumu X-ışını taraması ile doğrulanmıştır.
Bezelye proteini, bezelye nişastasının işlenerek bezelye eriştesine dönüştürülmesinin yan ürünündeki ana bileşendir. Bezelye proteini, dallı zincirli amino asitlerin (BCAA) ana bitki kaynağıdır ve 18.1%'ye kadar içerir. Dallı zincirli amino asitler iskelet kası proteinlerinin yaklaşık üçte birini oluşturur. Dallı zincirli amino asitlerle takviye, iskelet kası proteinlerinin bozulmasını engelleyebilir, yorucu egzersizden sonra gecikmiş kas ağrısını hafifletebilir ve kas iyileşmesini destekleyebilir.
Düşük alerjenite, yüksek besin değeri, emülsifikasyon ve köpük stabilitesi ile bezelye proteini, ana akım bitki bazlı et proteini bileşeni haline gelmiştir. Bununla birlikte, bezelye proteini zayıf bir jelleşme kabiliyetine sahiptir ve hazırlanan bitki eti yumuşak bir dokuya ve zayıf elastikiyete sahiptir. Bezelye proteininin jelleşme özelliklerini iyileştirmek için, bezelye proteini molekülleri arasında daha fazla hidrojen bağı oluşumunu teşvik ederek jel gücünü artırmak için sisteme genellikle farklı türde tuzlar (NaSCN, NazSO4, CHCOONa, NaCl) eklenir.
Buna ek olarak, şu anda yüksek nemli ekstrüzyon için kullanılan baklagil proteinleri arasında acı bakla, bakla, maş fasulyesi ve nohut bulunmaktadır. Maş fasulyesi proteini iyi bir jelleşme kabiliyetine sahip olduğundan, partiküllerin birleşmesine yardımcı olur ve su tutma kapasitesini arttırır, genellikle bitki etinin dokusunu iyileştirmek, çiğnenebilirliği arttırmak için soya proteini, bezelye proteini bileşiği kullanılır.
2. Tahıl proteinleri, genellikle tohum (pirinç, arpa, yulaf ve mısır) ve un (buğday, çavdar ve mısır) olarak kullanılan en önemli gıda ürünleridir. Buğday proteini (WG), buğday ununun ıslak işlenmesinin ekonomik olarak önemli bir yan ürünüdür ve esas olarak buğday alkolünde çözünen protein ve buğday glutenininden oluşur. Buğday proteini viskoelastisite, bağlanma yeteneği, hamur oluşturma yeteneği ve fermantasyon yeteneğine sahiptir, et köftesi için koyulaştırıcı olarak, sosis ürünleri için bağlayıcı olarak kullanılabilen ve sulandırılmış gıda maddeleri yapmak için büyük gıda maddelerine bağlanabilen umut verici bir bağlayıcı malzemedir.
Pirinç proteini, çözünürlüğüne ve biyokimyasal özelliklerine göre dört kategoriye ayrılabilir: berrak protein, globulin, glutenin ve alkolde çözünen proteinler, glutenin ayrıca disülfit bağları ile bağlı bir alt birime sahiptir, bitki etinde dokuyu iyileştirme rolü ile uygulanır.
Tahıl proteinleri yüksek oranda sistein ve metiyonin içerirken, lizin ilk sınırlayıcı amino asittir. Pirinç, buğday proteininden (2,3 g/16 g N) ve mısır proteininden (2,5 g/16 g N) çok daha yüksek bir lizin içeriğine sahiptir. Pirinç proteini 77 gibi yüksek bir biyoyararlanıma sahiptir, bu da onu sığır eti (77) ve balık (76) değerlerine benzer yüksek kaliteli bir bitki proteini yapar.
Pirinç proteini genellikle baklagil proteinlerinin dengesiz amino asit bileşimi sorununu çözmek için eklenir. Buğday ve pirinç proteinlerinin yanı sıra mısır, arpa, yulaf ve sorgum proteinleri de bulunmaktadır. Bu proteinlerin tümü organize proteinlerin üretiminde kullanılabilir, ancak ekonomik faydalar göz önüne alındığında seri üretim için uygun değildir.
3. Patates ve diğer proteinler Patates yumrularının protein içeriği yüksek olmamasına rağmen (2.3%), patates proteinleri yüksek besin değerine sahiptir, lizin, metiyonin, treonin ve triptofan bakımından zengindir ve biyoetkinliği yaklaşık 80'dir, bu da FAO/WHO standart proteininden önemli ölçüde daha yüksektir.
Patates glikoproteini, iyi çözünürlük, emülsifikasyon, köpürme ve jelleşme ile patates proteininin ana bileşenidir. Patates proteini, dokuyu iyileştirmek için fasulye proteinini desteklemek için yaygın olarak kullanılmasının yanı sıra, kolza tohumu, pamuk tohumu, yer fıstığı, ayçiçeği tohumu, susam, aspir, keten tohumu ve diğer yağlı tohum bitkilerinden elde edilen bitkisel proteinlerden elde edilen bitkisel proteinler için bir hammadde olarak kullanılır. Karbonhidratlar
Tuzda çözünen miyofibriler proteinler, işlenmiş etlerde tekstür oluşumunda ve su fiksasyonunda baskın bir rol oynamaktadır. Bitkisel protein bazlı et ürünlerinde, karbonhidratlar genellikle tekstürü iyileştirmek, etin su tutma kapasitesini artırmak ve ürün dokusunu geliştirmek için bağlayıcı ve yapısal yardımcı olarak kullanılır. Karbonhidratlar 2 ana gruba ayrılabilir: ilk grup polisakkarit ve türevi kolloidler, ikinci grup ise sindirilebilir nişastadır.
1. Polisakkarit kolloidler ve türevleri Polisakkarit kolloidler deniz yosunlarından (örn. karragenan ve algin), ağaçlardan (arap zamkı) elde edilebilir veya mikrobiyal fermantasyonla (ksantan zamkı) üretilebilir. Poliol (OH grubu) yapısı nedeniyle, genellikle negatif yüklü gruplar (sülfür ve karboksil grupları) taşır ve hidrojen bağı ve iyon-dipol etkileşimleri yoluyla suyu güçlü bir şekilde bağlayabilir, böylece bitki etinin kalınlığını ve kıvamını arttırır ve pişirme kayıplarını azaltır.
Karragenan, kırmızı alglerden elde edilen bir sülfatlı anyonik polisakkarit sınıfıdır. Galaktoz/dehidrogalaktoz zinciri üzerindeki sülfat gruplarının sayısı ve konumuna göre 3 ana gruba ayrılır: k-tipi, ι-tipi ve λ-tipi. Bunlar arasında, k-tipi-karragenan her bir disakkaritin tekrar eden biriminde bir sülfat grubu içerirken, ι-tipi ve λ-tipi sırasıyla iki ve üç sülfat grubu içerir.
Belirli koşullar altında, k-tipi karragenan ve ι-tipi karragenan, ısıyla indüklenen molekül içi döngü kapanması nedeniyle ısıyla tersine çevrilebilir jeller oluşturabilir ve bu nedenle ekstrüde maddelerin yapısal kontrolünde önemli bir rol oynar.
Karragenan türüne ek olarak, eklenen karragenan miktarı da organize proteinlerin yapısı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Düşük karragenan ekleme seviyelerinde (1%'den az), yüksek nemli ekstrüde yer fıstığı proteinlerinin organizasyon derecesi, karragenan ilavesinin artmasıyla birlikte artma ve ardından azalma eğilimi göstermiş ve lifli yapı 0.1% ekleme seviyesinde en belirgin hale gelirken, sertlik ve çiğnenebilirlik azalmıştır.
Orta düzey ilavelerde (1%-3%), karragenan SPI ekstrüdatlarının sertliğini, kohezyonunu ve viskozitesini bir dereceye kadar azaltmış, elastikiyet üzerinde önemli bir etkisi olmamıştır. Daha yüksek ilave seviyelerinde (3%~7%), ι-tipi karragenan (6%) SPC ekstrüdatlarında daha kompakt bir ağ yapısı oluşturmuş, fibrilasyonu artırmış ve disülfit ve hidrojen bağlarının organize yapıyı koruyan ana kuvvetler olduğu rehidrasyon ve sindirilebilirliği geliştirmiştir.
Birçok bitkisel et ürünü, hayvan etinde emülsifikasyon artırıcı bir etkiye sahip olan modifiye bir diyet lifi olan metilselüloz içerir ve bitkisel ete uygun miktarda metilselüloz eklenmesi bir bağlayıcı görevi görebilir.
Beslenme açısından bakıldığında, metilselüloz gastrointestinal sistemde diğer diyet lifleri gibi glikoz metabolizmasında rolü olan viskoz bir çözelti üretir. Guar sakızı ilavesi, SPI ekstrüde numunelerinin sertliğini, elastikiyetini, kohezyonunu ve viskozitesini daha da geliştirir. Pektin, SPI'ın sürekli fazında dağıtılır ve pektin konsantrasyonu ve kesme sıcaklığı arttığında pektin lif uzunluğu artar ve anizotropi artar.
2. Bir polimer karbonhidrat sınıfı olarak nişasta, düz zincirli nişasta ve dallı zincirli nişasta olarak ikiye ayrılabilir, yapıştırma ve yaşlandırma yoluyla su ile temas ettiğinde bir jel oluşturabilir. Düşük fiyat, yenilenebilir ve hızlı biyolojik bozunma avantajları nedeniyle, genellikle et işlemede bir koyulaştırıcı ve stabilizatör olarak yaygın şekilde kullanılır.
Bitkisel et ürünleri, proteine ek olarak, nişasta ana bileşendir, su ile birleşerek ve yağı sabitleyerek, reolojiyi, dokuyu ve kıvamı iyileştirir, su analizini azaltır ve yağın emülsifikasyonunu sağlar.
3. Yağ simülatörleri Hayvansal yağlar etin lezzeti, dokusu, sululuğu ve ağızda bıraktığı his açısından önemli bir faktördür. Doğal yağlar, çoğunlukla doymuş yağ asitlerinden oluşan karışık gliserit karışımlarıdır. Yağın erime noktası, içindeki yağ asitlerinin karbon zincirinin büyümesi ve doygunluk derecesi ile artar. Domuz yağının erime noktası yaklaşık 28 ila 48°C, sığır yağının erime noktası ise 40 ila 50°C'dir.
Her gün hayvansal yağların katı olduğunu görürken, bitkisel yağlar çoğunlukla doymamış yağ asitleri, daha düşük kaynama noktası, oda sıcaklığında sıvıdır. Hayvansal yağları taklit etmek için, yüksek erime noktalarına sahip olan hindistan cevizi yağı (24 ℃) ve palmiye yağı (58 ℃'ye kadar) çoğunlukla bitkisel yağlar olarak kullanılır.
Hayvansal yağlara benzer dokular ve tatlar geliştirmek için, hindistan cevizi ve kakao çekirdekleri gibi tropikal meyvelerden elde edilen katı yağlar, ayçiçeği ve kanola yağları gibi daha doymamış yağ asitleri içeren sıvı yağlarla karıştırılır.
Bitki bazlı burger ve sosislerin normal kıyma ve domuz sosis köftesi gibi mermer gibi görünmesi için doymuş ve doymamış yağ karışımı küçük beyaz yağ topları haline getirilir. Beslenme ve lezzet için susam yağı ve avokado yağı eklenir.