Ziemniaczane białko może poprawić strukturę napojów roślinnych

Ziemniak i napój roślinny nie brzmią jak duet idealny. A jednak zespół badawczy z Uniwersytetu Massachusetts Amherst pokazuje, że w świecie struktur białkowych takie połączenia mają więcej sensu, niż mogłoby się wydawać. Naukowcy i naukowczynie wykazali, że białko ziemniaczane może tworzyć stabilne struktury koloidalne o właściwościach zbliżonych do miceli kazeinowych mleka krowiego. Odkrycie to otwiera nowe możliwości w projektowaniu struktury i stabilności napojów roślinnych.

Micele kazeinowe to niewielkie, naturalne agregaty białek obecne w mleku krowim. Można je sobie wyobrazić jako bardzo małe, uporządkowane „pakiety” zbudowane głównie z białek kazeinowych oraz składników mineralnych, takich jak wapń i fosfor. Mają one stabilną strukturę, dzięki której mleko pozostaje jednorodne i nie rozwarstwia się. To właśnie one odpowiadają za jego charakterystyczną konsystencję oraz zachowanie podczas przetwarzania. Pod wpływem zmian pH, temperatury lub działania enzymów micele kazeinowe mogą łączyć się w większe sieci białkowe. Właśnie ten proces umożliwia powstawanie takich produktów jak jogurt czy ser, gdzie struktura końcowa zależy od sposobu reorganizacji tych układów białkowych.

W badaniu ważną rolę odegrało białko ziemniaczane, które powstaje jako produkt uboczny przy produkcji skrobi. Nie jest to jedno białko, lecz mieszanina kilku frakcji białek globularnych, które charakteryzują się dobrą rozpuszczalnością i wysoką funkcjonalnością technologiczną. Białko ziemniaczane potrafi wiązać wodę, stabilizować emulsje oraz tworzyć struktury żelowe, co sprawia, że jest już wykorzystywane w różnych produktach spożywczych, szczególnie tam, gdzie potrzebna jest poprawa tekstury i stabilności.

Zespół badawczy wykorzystał więc izolat białka ziemniaczanego i poddał go kontrolowanemu ogrzewaniu w różnych warunkach temperatury, czasu, pH oraz stężenia białka. W trakcie tego procesu białka ulegały denaturacji, czyli zmianie swojej naturalnej struktury przestrzennej, a następnie zaczynały się samoorganizować w nowe układy. W efekcie powstały stabilne struktury koloidalne zawieszone w wodzie. Co ważne, ich rozmiary oraz ładunek powierzchniowy były zbliżone do miceli kazeinowych, co sugeruje, że mogą one częściowo odtwarzać ich funkcje w układach spożywczych.

Jednocześnie nie są to struktury identyczne z naturalnymi micelami kazeinowymi. Wykazują inne zachowanie w obecności soli oraz przy zmianach środowiska, choć ich istotną cechą jest wysoka stabilność w warunkach kwaśnych. Może to mieć znaczenie w produktach fermentowanych, gdzie pH naturalnie się obniża.

Autorzy i autorki badania podkreślają, że celem nie jest dosłowne odtworzenie mleka krowiego, lecz przeniesienie jego kluczowych funkcji strukturalnych do układów roślinnych. Chodzi przede wszystkim o zdolność do tworzenia stabilnych układów koloidalnych oraz kontrolowanego przechodzenia w struktury żelowe, które decydują o zachowaniu mleka w procesach technologicznych, takich jak produkcja sera. Opracowanie roślinnych analogów miceli kazeinowych pozwala więc na projektowanie napojów roślinnych o lepszej stabilności, teksturze i szerszych możliwościach przetwórczych.

Odkrycie wskazuje nowy kierunek – zamiast kopiować mleko, można odtwarzać jego funkcje za pomocą roślinnych białek, tworząc „mlekopodobną architekturę” zamiast identycznego produktu. I choć w debacie o żywności roślinnej takie podejścia często upraszcza się do „naśladowania” produktów odzwierzęcych, w rzeczywistości dotyczą one projektowania nowych systemów żywnościowych opartych na funkcji, a nie imitacji.

W tym kontekście białko ziemniaczane stanowi obiecujący materiał wyjściowy, ponieważ łączy wysoką funkcjonalność technologiczną (m.in. zdolność wiązania wody, stabilizacji emulsji i tworzenia struktur) z dostępnością jako produkt uboczny przemysłu spożywczego oraz relatywnie niskim wpływem środowiskowym. Jego dodatkowym atutem jest już istniejące zastosowanie w przemyśle spożywczym, m.in. w poprawie tekstury produktów piekarniczych, alternatywach dla mięsa oraz w badaniach nad biodegradowalnymi materiałami opakowaniowymi, co potwierdza jego potencjał jako wszechstronnego surowca technologicznego.

Photo by Aflo Images on Canva

Przeczytaj także: Bardziej „ciągnący się” i zdrowszy. Nowa odsłona sera roślinnego