Dr inż. Magdalena Kuchlewska

W artykule przedstawiono błonnik pokarmowy jako istotny, tak pod względem technologicznym jak i zdrowotnym, dodatek stosowany w przetwórstwie mięsnym.

Zainteresowanie żywnością prozdrowotną i zawartymi w niej składnikami istotnymi również z punktu widzenia procesu technologicznego sprawiło, że błonnik pokarmowy jest w ostatnich latach przedmiotem intensywnych badań, a wytwarzanie bogatych w niego produktów jest jednym z najdynamiczniej rozwijających się kierunków rozwoju produkcji żywności niskokalorycznej.

Potrzeba wzbogacania przetworów mięsnych w błonnik pokarmowy wynika nie tylko z konieczności uzupełnienia jego niedoborów w diecie, ale przede wszystkim z opracowywania funkcjonalnych przetworów mięsnych, w których np. ograniczono (lub usunięto) składniki postrzegane negatywnie (m.in. tłuszcz, cholesterol) lub zastąpiono tłuszcz i tkankę mięśniową substancjami balastowymi, zmniejszając wartość energetyczną wyrobu.

Terminem błonnik pokarmowy określa się jadalne części roślin, a także pochodne węglowodanów odporne na trawienie i absorpcję w jelicie cienkim człowieka oraz częściowo fermentowane w jelicie grubym (wg American Association for Clinical Chemistry). Zgodnie z tą definicją błonnik pokarmowy zawiera wszystkie polisacharydy, jak celuloza i jej pochodne, hemicelulozy, pektyny, polifruktany, galaktooligosacharydy, niestrawne dekstryny, skrobię oporną, gumy, śluzy, a także ligninę i substancje roślinne związane z nieskrobiowymi polisacharydami, woski, kutyny, suberyny, fityniany, taniny, saponiny i chitynę. Klasyfikując błonnik pokarmowy pod względem rozpuszczalności, wyróżnia się błonnik nierozpuszczalny (celuloza, lignina, niektóre hemicelulozy) i rozpuszczalny (pektyny, β-glukany, fruktany, gumy, śluzy i niektóre hemicelulozy).

Główne źródło błonnika pokarmowego w diecie człowieka stanowią produkty zbożowe, warzywa, owoce i nasiona roślin strączkowych. Poszczególne produkty różnią się zarówno ilością, jak i jakością błonnika. Błonnik rozpuszczalny występuje w roślinach strączkowych (fasola, soczewica), owocach (jabłka, owoce jagodowe, cytrusy), otrębach owsianych i produktach jęczmiennych, natomiast źródłem błonnika nierozpuszczalnego są m.in.: siemię lniane, pełnoziarniste produkty pszenne, seler, kapusta, buraki, marchew, kalafior.

Znaczenie błonnika w żywieniu

Liczne badania epidemiologiczne dowiodły wielokierunkowego pozytywnego działania błonnika pokarmowego na zdrowie konsumentów. Produkty bogate w błonnik są niezbędne w racjonalnym żywieniu człowieka, posiadają znaczenie prozdrowotne oraz lecznicze. Dobroczynne działanie błonnika wynika z jego wpływu na niektóre fizjologiczne i metaboliczne procesy zachodzące w organizmie – spożyty błonnik pokarmowy m.in.:

  • pobudza funkcję żucia i wydzielanie śliny,
  • buforuje i wiąże nadmiar kwasu solnego w żołądku,
  • ogranicza strawność składników odżywczych,
  • zwiększa zawartość treści pokarmowej oraz masy stolca,
  • powoduje skrócenie czasu pasażu jelitowego i zwiększenie częstotliwości wypróżnień, co zapobiega zaparciom,
  • tworzy korzystne podłoże do rozwoju pożądanej flory bakteryjnej w jelicie grubym,
  • wpływa na metabolizm cholesterolu (zwiększa wydalanie z kałem kwasów żółciowych),
  • wpływa na wchłanianie węglowodanów przyswajalnych, powodując obniżenie poposiłkowej glikemii, co skutkuje obniżeniem sekrecji insuliny,
  • działa również jako wymiennik jonowy, ograniczając wchłanianie toksycznych substancji z pożywienia (metali ciężkich).

Odpowiednie spożycie błonnika pokarmowego (tj. 35-40 g/dobę/osobę dorosłą) gwarantuje potwierdzenie jego właściwości zdrowotnych. Dieta bogata w błonnik odgrywa poważną rolę w profilaktyce, a także w leczeniu chorób układu pokarmowego, chorób serca i naczyń krwionośnych, cukrzycy, kamicy żółciowej, nowotworów

jelita grubego, nowotworów piersi u kobiet oraz zaburzeń przemiany materii. Należy pamiętać, że zbyt duża ilość błonnika w diecie także może działać niekorzystnie – ogranicza wchłanianie białek oraz wykorzystanie składników mineralnych i niektórych witamin, może powodować zaburzenia we wchłanianiu leków, wzdęcia, bóle brzucha oraz biegunki. Dlatego stosowanie diety wysokobłonnikowej nie jest polecane m.in. dzieciom, kobietom ciężarnym i karmiącym, osobom w podeszłym wieku lub mającym problemy z utrzymaniem właściwej gospodarki mineralnej oraz hormonalnej (w tym ze schorzeniami tarczycy).

Współczesna przeciętna dieta człowieka zawiera jednak niedostateczne ilości błonnika. W świetle przedstawionych danych wskazujących na istotną rolę błonnika w racjonalnym żywieniu celowe i niezbędne wydaje się więc wzbogacenie diety w ten składnik pokarmowy.

Właściwości funkcjonalne błonnika pokarmowego

Do głównych właściwości funkcjonalnych błonnika pokarmowego należą: zdolność do wymiany kationów, właściwości hydratacyjne (zdolność do pęcznienia, rozpuszczalność, zdolność zatrzymywania wody – WHC i wiązania wody – WBC) oraz właściwości absorpcyjne. Są one związane z udziałem poszczególnych frakcji w błonniku pokarmowym oraz jego rozdrobnieniem.

Preparaty błonnikowe

Rynek dodatków do żywności oferuje wiele różnorodnych preparatów błonnikowych o zróżnicowanych właściwościach funkcjonalnych. Preparaty błonnikowe mogą występować w postaci oczyszczonych otrąb, proszków o różnym stopniu rozdrobnienia, granulatów, tabletek, kapsułek, syropów i innych. Biorąc pod uwagę przydatność technologiczną wyróżnia się dwa rodzaje preparatów błonnika:

  • neutralne, które mogą być dodane do żywności bez jej modyfikacji (np. błonnik z owsa, ryżu, kukurydzy, grochu),
  • nieneutralne, które nadają żywności odpowiednią barwę i zapach, w związku z czym ich wykorzystanie jest ograniczone i wiąże się z koniecznością wprowadzenia zmian w procesie technologicznym (np. błonnik z kakao, jabłek, owoców cytrusowych).

Ze względu na zróżnicowany skład chemiczny preparaty błonnikowe powinny cechować się m.in. wysoką zawartością substancji balastowych, zbilansowanym składem (frakcja rozpuszczalna i nierozpuszczalna), niską zawartością metali ciężkich i pestycydów. Źródło pochodzenia błonnika decyduje o właściwościach preparatu i ma główny wpływ na jego cenę. W zależności od tego, jakiej długości włókna dominują w produkcie, wyróżnia się preparaty drobno rozdrobnione i gruboziarniste. Ważną cechą preparatów błonnikowych jest ich niewrażliwość na niską i wysoką temperaturę – większość z nich zachowuje swoje właściwości podczas mrożenia, pasteryzacji czy sterylizacji.

Wykorzystanie preparatów błonnikowych w przemyśle mięsnym

Stosowaniu preparatów błonnikowych w przetwórstwie mięsnym mogą przyświecać dwa cele:

  • fizjologiczny (ukierunkowany na regulację pracy przewodu pokarmowego, obniżenie kaloryczności żywności oraz zwiększenie całkowitej zawartości błonnika pokarmowego w codziennej diecie),
  • technologiczny (związany z obniżeniem zawartości tłuszczu w rozdrobnionym mięsie i przetworach, nadaniem odpowiednich cech strukturalnych produktom, w których zastąpiono tłuszcz, kontrolowaniem migracji oleju i wody w produktach smażonych, zwiększeniem stabilności i wydajności technologicznej, poprawą smarowności w wyrobach o pastowatej konsystencji).

Liczne badania naukowe potwierdziły słuszność stosowania w przemyśle mięsnym preparatów błonnikowych jako dodatków funkcjonalnych.

Do niedawna przy produkcji przetworów mięsnych wykorzystywano otręby wyprodukowane ze słomy pszennej lub owsianej, ale ich wadą było słabe wiązanie wody i wyczuwalność w produkcie. Obecnie stosuje się koncentraty błonnikowe składające się z frakcji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych. Do wzbogacania przetworów mięsnych w błonnik pokarmowy wykorzystywany jest szeroki asortyment preparatów, m.in. preparaty błonnika pszennego, owsianego, jęczmiennego, ziemniaczanego, a także z grochu oraz łubinu.

Preparaty błonnika w proszku najczęściej są dodawane do wyrobów mięsnych w procesie kutrowania, ale możliwy jest też nastrzyk solanką zawierającą roztwór preparatu błonnikowego.

Błonnik pszenny

Preparaty błonnika pszennego charakteryzują się wysoką zawartością błonnika (powyżej 97%) i mają strukturę włókienkową. Składają się głównie z celulozy, hemicelulozy i ligniny. Preparaty te są neutralne pod względem smaku i zapachu oraz cechują się niemal zerową wartością energetyczną. Wykazują synergizm z wieloma stosowanymi dodatkami wspomagającymi, wpływają na ochronę produktu przed skutkami destrukcyjnego działania kryształków lodu podczas głębokiego mrożenia, umożliwiają wyeliminowanie lub znaczne ograniczenie stosowania zamienników surowca mięsnego, często odpowiedzialnych m.in. za niewłaściwy posmak wyrobu czy skrócenie przydatności konsumenckiej.

Włóknista struktura oraz wysoka zdolność wiązania wody (wynosząca w zależności od typu włókna pszennego nawet 350 – 1400%) i tłuszczu sprawiają, że preparaty błonnika pszennego przyczyniają się w przetworach mięsnych do poprawy tekstury oraz odczucia zwięzłości podczas nagryzania. Błonnik pszenny zwiększa także retencję wody lub tłuszczu i zapobiega ich uwalnianiu się tak podczas mechanicznych (np. kutrowanie), jak i termicznych (np. obróbka cieplna) etapów produkcji. Wraz ze wzrostem długości włókna, zwiększa się zdolność do wchłaniania i trwałego wiązania wody. Korzystniejsze technologicznie jest również oddziaływanie takich włókien na teksturę i strukturę produktów mięsnych. Preparaty błonnika pszennego przeciwdziałają także wahaniom jakościowym w długim okresie przechowywania i umożliwiają wydłużenie trwałości produktów.

Różnorodność rodzajów włókien sprawia, że preparaty te dobiera się zarówno do określonego produktu czy procesu produkcyjnego, jak i/lub indywidualnych życzeń klienta.

Preparaty błonnika pszennego wykorzystywać można w produkcji wyrobów z mięsa rozdrobnionego, kiełbas kutrowanych parzonych, wędlin podrobowych, kiełbas suszonych, kiełbas w puszce, wędzonek i innych.

Włókna pszenne zastosowane przy produkcji kiełbas parzonych umożliwiają: wiązanie i zatrzymanie dużych ilości wody, znaczącą redukcję ubytków technologicznych, ograniczenie wycieku podczas wędzenia i parzenia, poprawę tekstury. Wpływają także na poprawę wyglądu zewnętrznego po zamrożeniu i pakowaniu w warunkach próżniowych, dzięki wyeliminowaniu zjawiska rozwarstwiania. Zapewniają także lepszą stabilność mikrobiologiczną produktu. Dodane do mięsa mielonego wpływają na poprawę ogólnej tekstury wyrobu finalnego,

ograniczają straty podczas pieczenia i smażenia oraz poprawiają stabilność i cechy smakowe produktu dzięki zatrzymywaniu części tłuszczu. Wykazano, że w produkcji wyrobów formowanych z mięsa mielonego jak np. hamburgery, kotlety mielone, frykadelki, do których sojowego, dodatek włókien pszennych w radykalny sposób poprawia teksturę produktu końcowego. Użycie błonnika pszennego przy produkcji kiełbas surowych wpływa na obniżenie wskaźnika aktywności wodnej i znaczną redukcję ubytków technologicznych, a w wyrobach o konsystencji pastowatej – na poprawę smarowności. W kiełbasach surowych dojrzewających dodany błonnik pszenny umożliwia skrócenie czasu obsychania, zmniejsza straty ciężaru w procesie technologicznym, a w przypadku kiełbas surowych podsuszanych pozwala na łatwe korygowanie stopnia podsuszenia w zależności od pożądanego poziomu zwięzłości. W wyrobach wędliniarskich i pasztetach preparaty błonnika pszennego wpływają pozytywnie na strukturę, smarowność i konsystencję, umożliwiają zmniejszenie ilości stosowanych emulgatorów, a także eliminowanie tłuszczowego posmaku i zapobiegają rozmiękczaniu konsystencji.

Błonnik owsiany

Preparaty błonnika owsianego charakteryzują się neutralnym smakiem i jasnożółtą barwą, dzięki czemu nie wpływają na jakość sensoryczną produktów wytworzonych z ich udziałem. Zawierają około 90% substancji balastowych, w tym znaczne ilości frakcji rozpuszczalnych jak np. β-glukan. Glukan jest polisacharydem zbudowanym z cząsteczek glukozy. Z wodą lub mlekiem daje charakterystyczny dla owsa śluz, ma zdolność pęcznienia ale nie ulega rozkładowi enzymatycznemu w przewodzie pokarmowym człowieka. Do właściwości prozdrowotnych β-glukanu należą m.in. regulacja indeksu glikemicznego, korzystny wpływ na układ krwionośny i pokarmowy konsumenta, przyczynianie się do regulacji masy ciała, obniżenia poziomu glukozy i insuliny.

Użycie błonnika owsianego do produkcji kutrowanych przetworów mięsnych umożliwia lepsze związanie dużych ilości wody (do 800%), dobre emulgowanie tłuszczu a także uzyskanie pożądanej tekstury i korzystnej jakości sensorycznej przetworów. Preparaty błonnika z owsa wykorzystywane są w produkcji wyrobów drobno rozdrobnionych, średnio rozdrobnionych oraz pasztetów. Liczne badania wykazały, że użycie błonnika owsianego jako substytutu tłuszczu m.in. w kiełbasach i mielonej wołowinie przyczyniło się do zmniejszenia zawartości tłuszczu bez pogorszenia cech sensorycznych tych wyrobów, a dodatkowo zwiększeniu uległa ich wydajność podczas gotowania.

Błonnik jęczmienny

Preparaty błonnika jęczmiennego także charakteryzują się wysoką zawartością β-glukanu, zawierają rozpuszczalne i nierozpuszczalne polisacharydy o wysokiej lepkości. Preparaty te występują w postaci lekko brązowych płatków, stąd najchętniej w przemyśle mięsnym wykorzystywane są w produkcji pasztetów.

Błonnik ziemniaczany

Preparaty błonnika ziemniaczanego, uzyskiwane z ziemniaków na drodze odpowiedniego procesu produkcyjnego, składają się z frakcji nierozpuszczalnej i rozpuszczalnej (pektyny). Podstawową funkcją preparatów błonnika ziemniaczanego jest wiązanie wody i tłuszczu, redukcja wycieku termicznego w procesie wędzenia, parzenia, gotowania a także wizualna poprawa tekstury wyrobów. Są to preparaty w pełni naturalne, bezglutenowe, łatwe w użyciu, a ich smak i zapach nie są wyczuwalne w gotowym wyrobie. Nie tylko ograniczają straty podczas obróbki termicznej ale także poprawiają prezentację produktów zapakowanych próżniowo (dzięki trwałemu wiązaniu wody i tłuszczu), wykazują wysokie właściwości stabilizujące przy zastosowaniu do produktów mrożonych lub poddawanych odgrzewaniu, utrzymują nadany kształt wyrobu podczas obróbki termicznej (m.in. hamburgerów podczas smażenia). Nadają także pożądaną teksturę kiełbasom homogenizowanym, ułatwiają
zdejmowanie osłonki z parówek oraz zmniejszają przyczepność farszu do maszyn stosowanych w przetwórstwie, co ułatwia ich czyszczenie.

Preparaty błonnika ziemniaczanego są produktami uniwersalnymi – można je dodawać zarówno do farszu gorącego jak i zimnego, mogą zastępować tłuszcz a także posiadają wysokie właściwości dietetyczne. Mogą one być dodatkowym składnikiem w recepturze lub całkowicie bądź częściowo zastąpić niektóre składniki, jak np. kazeiniany, białko sojowe, bułkę tartą, płatki ziemniaczane, inne błonniki oraz tłuszcz.

Błonnik ziemniaczany w przemyśle mięsnym wykorzystywany jest m.in. przy produkcji kiełbas kutrowanych parzonych, mięsa mielonego, hamburgerów. Jako zamiennik tłuszczu dobrze sprawdza się w wyrobach homogenizowanych, m.in. w mortadeli z zawartością 10% tłuszczu, parówkach z 0,5% tłuszczu.

Podsumowanie

Dodatek preparatów błonnikowych do wyrobów mięsnych nie sprawia trudności technologicznych, a otrzymane wyroby charakteryzują się znacznie podwyższoną wartością żywieniową, co przy obecnej konkurencji na rynku daje im zdecydowaną przewagę nad produktami tradycyjnymi. Warto podkreślić, że w dobie podaży technologii produktów wysoko przetworzonych preparaty błonnika są również jednym ze sposobów na przywrócenie równowagi pomiędzy zdrowym odżywianiem a atrakcyjnością produktu.