Gluten jest wieloskładnikowym polimerem białkowym, w skład którego wchodzi około 50 białek należących głów-nie do gliadyn i glutenin [3]. Jest białkiem głów- nierozpusz-czalnym w wodzie, wykazuje jednak znaczną zdolność do wiązania wody – absorbuje jej dwukrotnie większą masę, tworząc lepko- elastyczne ciasto.
Proces otrzymywania glutenu poznano już około 300 lat temu i od tego czasu zasada metody pozostała niezmieniona.
Gluten powstaje w wyniku wymywania białka z mąki pszennej.
Na skalę przemysłową stosuje się głównie metodę Martina lub metodę Batter z modyfikacjami. W metodzie Martina ciasto pszenne mieszane jest z wodą w cylindrycznym mie- szalniku bębnowym, skrobia i składniki rozpuszczalne są wymywane, a gluten ulega koncentracji w pozostającym cieście.
Wadą tej metody jest znaczne zużycie wody. Z kolei w metodzie Batter w pierwszej fazie tworzone jest płynne ciasto, które następie jest rozdrabniane podczas wielogodzinnego mieszania i frakcjonowane na sitach na skrobię i gluten.
Najistotniejszym etapem z punktu widzenia zachowania funkcjonalnych właściwości glutenu, jest faza suszenia. Mokry gluten jest bardzo wrażliwy na temperaturę i nawet relatywnie niskie temperatury mogą wpłynąć negatywnie na jego zdolność do tworzenia lepko – elastycznej masy. Zasadniczym elementem pozwalającym zachować właściwości glutenu jest mieszanie glutenu mokrego (70% wody) z glutenem suchym (około 20%
wody). Tak przygotowany materiał jest następnie rozdrabniany i suszony strumieniowo. W innych warunkach końcowym produktem jest gluten devitalizowany, zachowujący zdolność do wiązania dużej ilości wody, lecz nie wykazujący właści-wości tworzenia ciasta o sprężystej, zwartej strukturze [3].
Wysuszony gluten witalny zawiera około 75% białka i maksymalnie 8% wody, 6-10% tłuszczu oraz niewielkie ilości skrobi i błonnika [4].
Gluten witalny jest tradycyjnym składnikiem recepturo-wym w produkcji różnego rodzaju wypieków oraz makaronów, stosowany jest także do wzbogacania słabej, ubogiej w gluten mąki. Unikalne cechy teksturotwórcze glutenu powodują, że zakres jego zastosowań stale wzrasta (Tab.1). Zdolność glutenu do wiązania tłuszczu jest atrakcyjna dla przemysłu mięsnego.
Składnik ten wykorzystywany jest do poprawy tekstury przetworów mięsnych i rybnych, minimalizuje także ubytki podczas przetwarzania. Gluten wykorzystywany jest również w produkcji pasz oraz karmy dla zwierząt, jako źródło białka i składnik teksturotwórczy oraz do wytwarzania biodegrado-walnych folii i jadalnych powłok. Gluten może też być wyko-rzystywany jako zamiennik żelatyny w produktach takich jak żelki, cukierki do żucia oraz jako środek klarujący do mosz-czów i białych win [5].
Podstawowym zastosowaniem glutenu, poza piekarstwem, jest wykorzystanie go jako zamiennika białka zwierzęcego w dietach wegetariańskich. Z glutenu produkuje się analogi mięsa, a w Japonii, dodatkowo, analogi owoców morza, głównie mięsa krabiego.
Rys. 2. Seitan rynkowy i w zastosowaniach kulinarnych.
[http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/16/Packaged_Seitan.JPG; http://en.wikipedia.org/wiki/File:Wheat_gluten_%28vegeta-rian_mock_duck%29_opened_can_%282007%29.jpg; http://en.wikipedia.org/wiki/File:Seitan.jpg; http://en.wikipedia.org/wiki/File:
Wheat_gluten_%28vegetarian_mock_duck%29_2007.jpg].
Tabela 1. Gluten w spożywczych zastosowaniach pozapiekarskich [5]
Typ produktu Zawartość glutenu % Typ produktu Zawartość glutenu %
Analogi owoców morza 1.3 Restrukturyzowane steki wołowe 3.6
Analogi mięsa krabiego 2.1 Frankfurterki 8
Analogi kawioru 1-30 Przekąski wysokobiałkowe 1-50
Analogi kiełbasek 8-17 Pasty wysokobiałkowe 1.6
Analogi pulpetów i hamburgerów 10.6 Tortille 1-4
Imitacje serów 5.8-14.2 Ekstrudowane produkty błonnikowe
z glutenem 20-23
Rys. 1. Schemat procesu produkcji seitanu [9].
Mieszanie
Seitan Duszenie
Formowanie kawałków Wymywanie ciasta
Smażenie Gotowanie
Woda
Wygniatanie ciasta
Gotowanie w bulionie, 1h
Mieszanie Przyprawy
Pieczenie
Mąka Sos sojowy
Czysty mokry gluten może być doprawiany, kształtowany i przygotowywany w postaci pulpetów lub kotletów. Tekstu- rowany w procesie ekstruzji - uzyskuje cechy analogu mięsa.
Jego smak oraz cechy takie, jak przeżuwalność i odczucie w ustach, upodabniają go do mięsa. Otrzymany w procesie ekstruzji produkt może być spożywany samodzielnie lub jako składnik kanapek, sałatek, czy pizzy. Gluten stosowany jest również jako składnik wiążący i teksturotwórczy w pro-dukcji wegetariańskich burgerów. Jego właściwości tworzenia lepko – elastycznej masy umożliwiają wykorzystanie go do wytwarzania syntetycznych serów imitujących teksturę i cechy smakowe serów naturalnych. Gluten samodzielnie lub w po- łączeniu z białkiem soi może zastąpić do 30% kazeinianu sodu stosowanego do otrzymywania imitacji serów [3, 5].
Gluten wykorzystywany w produktach stanowiących ana- logi mięsa, może występować zarówno jako samodzielny składnik (Seitan, Wheatpro, Wheatex), jak i komponent formuł wieloskładnikowych (Tivall, Arrum, Meatless, Gardein).
Poniżej przedstawiono charakterystykę wybranych analogów mięsa wykorzystujących białko pszenne.
Seitan
Seitan, to gluten pszenny z dodatkiem przypraw, który tradycyjnie spożywany jest w Chinach, Korei, Japonii, Rosji i na środkowym Wschodzie. Wiązany jest także z dietą Bud-dystów, Mormonów i Adwentystów Dnia Siódmego. W Europie Seitan znany jest przede wszystkim w postaci aromatyzowanej, najczęściej stosowany jest rozmaryn, imbir, sos pomidorowy, sos sojowy lub pieprz [9].
Proces produkcji seitanu
Seitan cechuje się teksturą bardzo zbliżoną do mięsa, w kuchni azjatyckiej i wegetariańskiej określany jest jako pszenne mięso. Stanowi źródło białka, żelaza, witamin z gru- py B i niewielkich ilości tłuszczu. Nie zawiera kwasów tłusz-czowych nasyconych. Surowy gluten charakteryzuje się zawartością wody około 65%, w przeliczeniu na suchą masę zawiera około 75-86% białka, około 8% lipidów, 10% poli-sacharydów i około 2% składników mineralnych [4]. Poddany smażeniu, znacząco zwiększa zawartość tłuszczu, gdyż gluten cechuje się dużą zdolnością do wiązania tego składnika.
Proces wytwarzania Seitanu (rys. 1) obejmuje rozdrabnia-nie i dwukrotne gotowarozdrabnia-nie w buliorozdrabnia-nie, uzyskanego, w wyniku wymywania z mąki pszennej, surowego glutenu. Powstałe ciasto charakteryzuje się mocną, gumowatą teksturą. Otrzy-many półprodukt nadaje się do spożycia, jednak najczęściej dodatkowo poddawany jest smażeniu w głębokim oleju, duszeniu, gotowaniu lub pieczeniu. W Stanach Zjednoczonych najbardziej popularny jest Seitan pieczony [9]. Seitan wy-korzystywany jest także do wytwarzania wegetariańskich kiełbasek, burgerów, sznycli oraz analogów mielonego mięsa [15] (rys. 2).
Wheatpro
Wheatpro, to produkt pozyskany z glutenu pszennego, przekształconego i poddanego ekstruzji w celu nadania mu tekstury mięsa [12]. Charakteryzuje się jasną barwą oraz obojętnym smakiem i zapachem, co umożliwia jego wszech-stronne wykorzystanie. Występuje na rynku w postaci płat-ków oraz w formie mielonej lub siekanej. Wyroby bazujące na płatkach cechują się stosunkowo zwartą konsystencją i kruchością, podczas gdy forma siekana nadaje wyrobom soczystość i włóknistą konsystencję, nie zwiększając przy tym ich gęstości. Niezależnie od formy produktu, Wheatpro zapewnia szybkie uwadnianie i jest łatwe w użyciu, zarówno w postaci wstępnie uwodnionej, jak i w charakterze suchego dodatku. Obecnie stosowane jest głównie do produkcji wegetariańskich burgerów i kiełbasek [12]. Postać tekstu-ryzowanego białka pszennego ma także preparat Wheatex wykorzystywany do produkcji analogów produktów mięs-nych – nuggetów, klopsów, mięsa mielonego, paluszków rybnych, zup oraz ciasteczek krabowych, a także do zastępo-wania części mięsa w przetworach mięsnych [18].
ANALOGI MIęSA POZYSKIWANE Z GLUTENU PSZENNEGO ORAZ POZOSTAŁYCH SUROWCóW
Meatless
Do wytwarzania analogów mięsa wykorzystuje się także produkty Meatless (Meatless BV). Są to włókna roślinne otrzymywane z nasion słodkiego łubinu, wodorostów oraz z pszenicy, dostępne w szerokim zakresie kształtów, aro-matów oraz zabarwienia. Włókna Meatless wykorzysty-wane są nie tylko do otrzymywania substytutów mięsa, ale także w tzw. produktach hybrydowych, w których znacz-na część surowca mięsnego zostaje zastąpioznacz-na przez białka roślinne. Tego typu produkty pozwalają na otrzymanie wyrobów o korzystniejszych, w stosunku do produktów czysto mięsnych, cechach prozdrowotnych (obniżona ener- getyczność, niższa zawartość tłuszczu), przy zachowaniu smaku typowego dla mięsa.
Meatless jest półproduktem cechującym się teksturą oraz wrażeniami podczas fragmentacji w jamie ustnej, typowymi dla mięsa. Może być gotowany, pieczony, smażony i mrożo-ny, nie wymaga szczególnych procesów przygotowawczych i pozwala na bardzo zróżnicowane wykorzystanie kulinarne.
W porównaniu z mięsem, cechuje się atrakcyjną ceną [17].
Wartość odżywcza produktów Meatless uzależniona jest od surowców bazowych. Są to włókna w 100% roślinne, zawierają 0.3% tłuszczu, z czego 75% stanowi tłuszcz niena-sycony. Meatless wytwarzany z łubinu i wodorostów zawiera 10% pełnowartościowego białka i poniżej 0.1% kwasów nasyconych. Jego wartość energetyczna jest o 50% niższa w porównaniu do chudego mięsa, a zawartość tłuszczu o 10%
niższa. Jest źródłem żelaza, cynku oraz witamin z grupy B.
Cechuje się także niskim indeksem glikemicznym.
Arrum
Arrum powstaje na skutek przekształcenia mieszanki białek glutenu i grochu (odmiana żółta) w stosunku 1:1. Gotowy wy- rób przypomina wyglądem i strukturą kawałki mięsa. Wyko- rzystywany jest do produkcji lasagne, pierożków i ostrych dań oraz analogów mięsa drobiowego i wołowiny. Podobnie jak Wheatpro, Arrum jest dobrym źródłem białka i zawiera minimalne ilości tłuszczu, różni się jednak składem amino-kwasowym [12].
Proces produkcji Arrum (rys. 3) obejmuje mieszanie glu-tenu pszennego i proteiny grochu z wodą, tłuszczem i skład-nikami podwyższającymi wartość odżywczą. Przygotowana masa poddawana jest ekstruzji, w wyniku której struktura gotowego produktu staje się włóknista i utwardza się. Na wyjściu z ekstrudera produkt jest rozdrabniany, a następnie suszony do uzyskania zawartości wody poniżej 10%. Powstałe w wyniku rozdrabniania fragmenty są przesiewane w celu ujednolicenia wielkości produktu finalnego.
Rys. 3. Schemat procesu produkcji Arrum [2].
Groch odmiana żółta
Tivall
Tivall, opisywany jako produkt o wysokich walorach smakowych i odżywczych, jest zamiennikiem białka stwo-rzonym w latach 90-tych w Izraelu (Tivall Vegetarian Food Products). Otrzymywany jest z glutenu pszennego i białka roślinnego (warzywnego). Chroniony patentem proces pro-dukcji Tivall opiera się na mieszaniu, teksturyzacji i ogrze-waniu mieszaniny białka glutenu i białka pochodzenia warzywnego (rys. 4). Powstała matryca, charakteryzująca się włóknistą strukturą, wzbogacana jest w witaminy i składniki mineralne, olej roślinny, przyprawy, aromaty i ewentualnie albuminę jaja kurzego, w zależności od rodzaju wykorzysta-nia [2, 12].
Rys. 4. Schemat produkcji Tivall [2].
Tivall dostępny jest jako produkt „wygodny”, przede wszystkim w formie mrożonej, gotowy do spożycia po ogrzaniu, w postaci analogów burgerów, kiełbasek, nugge-tów i sznycli. Sprzedaż prowadzona jest przede wszystkim w sklepach oferujących produkty prozdrowotne lub selekcjo-nowane. Dostępny jest w Wielkiej Brytanii, Holandii, Izraelu, Niemczech, Szwecji, Włoszech i Belgii [19]. Produkty marki Tivall mają status żywności GMO-free (wolnej od składni-ków genetycznie modyfikowanych) oraz naturalnej. Wytwa-rzane są bez dodatku substancji konserwujących i barwią-cych. Reklamowane są jako źródło białka i błonnika [12].
Gardein
Gardein to bazujące na surowcach roślinnych produkty o teksturze zbliżonej do mięsa. Do ich wytwarzania stosuje się soję, białka pszenicy i grochu, warzywa oraz tradycyjne zboża takie jak quinoa, amarantus i proso. Zgodnie z deklara-cją producenta produkty te nie zawierają żadnych surowców pochodzenia zwierzęcego, izomerów trans kwasów tłuszczo-wych oraz nasyconych kwasów tłuszczotłuszczo-wych. Większość produktów należących do tej linii stanowi dobre źródło błon-nika (do 4%), białka zawierającego wszystkie niezbędne ami-nokwasy (około 20%) oraz żelaza. Linia produkty Gardein obejmuje analogi świeżych i mrożonych dań mięsnych takich jak nuggety, burgery, pulpety i eskalopki (rys. 5) [16].
Rys. 5. Mrożone i świeże produkty Gardein [16].