A tejtermékek iránti világpiaci kereslet folyamatosan emelkedik, miközben egyre nagyobb figyelem irányul az állattenyésztés föld-, víz- és energiaigényének mérséklésére. A kutatók ezért olyan új módszereket keresnek, amelyekkel a tejipar számára szükséges összetevők kisebb környezeti terhelés mellett is előállíthatók.
Az elmúlt években több vállalkozás mikroorganizmusok, például élesztők segítségével kezdett tejfehérjéket gyártani. Egy új kutatási irány azonban ettől eltérő megoldást kínál: a tudósok olyan növényeket hoztak létre, amelyek képesek kazein termelésére.
A kazein a tehéntej fehérjetartalmának meghatározó összetevője. A növényekben előállított változata hosszabb távon felhasználható lehet sajtok, joghurtok és más tejtermékek gyártásához, akár állati eredetű tej alkalmazása nélkül is.
Miért nélkülözhetetlen összetevő a kazein?
A tehéntej teljes fehérjetartalmának körülbelül 80 százalékát kazein alkotja. Ez az összetett fehérjecsoport jelentősen befolyásolja a tej és a belőle készülő termékek szerkezetét, állagát és feldolgozhatóságát. A kazein szerepet játszik abban, hogy a sajt megfelelően nyúljon és olvadjon, a joghurt pedig sűrű, krémes állagot kapjon. A túró, a sajt és más savanyított tejtermékek előállítása során a kazein kicsapódása alakítja ki a termék jellegzetes szerkezetét.
A fehérje kalciumot és foszfort is képes megkötni, így nemcsak technológiai, hanem táplálkozási szempontból is fontos összetevője a tejnek.
Ezért viselkednek másként a növényi italok
A zab-, szója-, mandula- és más növényi italok nem tartalmaznak tehéntejből származó kazeint. Emiatt feldolgozásuk során nem ugyanúgy reagálnak a hőkezelésre, a savanyításra és az oltóenzimekre, mint az állati eredetű tej. Bár növényi alapanyagokból ma már sokféle sajthelyettesítő és joghurtjellegű termék készül, ezek állaga, olvadása és fehérjeszerkezete gyakran eltér a hagyományos tejtermékekétől. A gyártók keményítőkkel, növényi zsírokkal, zselésítőanyagokkal és különböző fehérjekeverékekkel igyekeznek pótolni a kazein technológiai tulajdonságait. A végeredmény azonban nem minden esetben nyújt azonos érzékszervi élményt.
A növényekben termelt kazein éppen ezen változtathat: olyan fehérjét biztosíthat, amely szerkezetében és működésében közelebb áll a tejben természetesen jelen lévő változathoz.
A növény biológiai fehérjegyárrá válik
Az új eljárásban a kutatók géntechnológiai módszerekkel módosították a kiválasztott növényeket. A változtatás eredményeként a növényi sejtek képesek lettek a tejből ismert fehérje előállítására. A növény ebben az esetben nem tejet termel. Kizárólag egy meghatározott fehérjét állít elő, amelyet később ki lehet nyerni a növényi részekből, majd tisztítás után élelmiszeripari alapanyagként lehet felhasználni.
A módszer lényege, hogy a növény saját sejtjei hajtják végre a fehérje felépítéséhez szükséges biológiai folyamatokat. A termesztés során így nem kizárólag hagyományos növényi alapanyag keletkezik, hanem egy célzottan előállított, nagy értékű élelmiszeripari összetevő is.
A tudományos és műszaki siker önmagában nem garantálja, hogy a növényekben termelt tejfehérjék széles körben elterjednek – Fotó: pexels.com
Nem növényi tej, hanem növényben előállított tejfehérje
Fontos különbséget tenni a növényi italok és a növények segítségével termelt tejfehérjék között. A növényi italok alapját általában gabonák, hüvelyesek, diófélék vagy olajos magvak adják. Ezek fehérjéi természetes módon vannak jelen az alapanyagban, és szerkezetük eltér a tejfehérjékétől.
A most vizsgált eljárás ezzel szemben arra készteti a növényt, hogy olyan fehérjét termeljen, amely eredetileg a tehéntejben található meg. A kinyert kazein tehát funkcióját tekintve tejfehérje, miközben előállításához nem szükséges tejelő állatot tartani.
Ez a különbség a későbbi termékjelölés, az engedélyezés és a fogyasztói tájékoztatás szempontjából is jelentős lehet.
Miben különbözik a precíziós fermentációtól?
Az állati eredetű fehérjék állatok nélküli előállításának jelenleg elterjedtebb módszere a precíziós fermentáció.
Ebben az eljárásban géntechnológiai úton módosított élesztőket, gombákat vagy más mikroorganizmusokat használnak. Ezeket nagy fermentációs tartályokban tenyésztik, ahol tápanyagok segítségével előállítják a kívánt fehérjét.
A folyamat hasonló ahhoz, ahogyan bizonyos enzimeket, vitaminokat vagy gyógyszeripari összetevőket is gyártanak. A mikroorganizmusok a termelési folyamat végén eltávolíthatók, a fehérjét pedig megtisztítják és különböző élelmiszerek összetevőjeként használhatják fel.
A növényi rendszer más infrastruktúrát igényelhet
A növényekben történő fehérjetermelés egyik lehetséges előnye, hogy a termelés részben a mezőgazdasági termesztésre épülhet. A fermentációhoz zárt tartályokra, steril körülményekre, pontos hőmérséklet-szabályozásra és folyamatos energiaellátásra van szükség. A növényi rendszerben ezzel szemben maga a szántóföldön vagy ellenőrzött termesztőberendezésben nevelt növény állítja elő a kívánt fehérjét.
Ez elméletileg egyszerűbbé és olcsóbbá teheti a nagy mennyiségű termelést. A tényleges költségeket azonban számos tényező befolyásolja, például:
a növény fehérjetermelő képessége,
a hektáronkénti hozam,
a termesztés energia- és vízigénye,
a betakarítás költsége,
a fehérje kinyerésének hatékonysága,
valamint a tisztítás és az élelmiszeripari feldolgozás ráfordítása.
A technológia jelenleg kutatási és fejlesztési szakaszban van, ezért még nem áll rendelkezésre elegendő adat arról, hogy ipari méretben versenyképesebb lehet-e a fermentációs rendszereknél.
A fehérje kinyerése lehet az egyik fő kihívás
Önmagában az nem elegendő, hogy a növény képes legyen kazeint előállítani. A fehérjét gazdaságosan ki is kell nyerni a növényi sejtekből.
A betakarított növényi részek számos más fehérjét, rostot, keményítőt, pigmentet és természetes vegyületet tartalmazhatnak. A kazeint ezektől el kell választani, majd olyan tisztasági szintre kell hozni, hogy biztonságosan felhasználható legyen az élelmiszeriparban.
A kinyerés több lépésből állhat:
a növényi alapanyag feldolgozásából,
a sejtek feltárásából,
a fehérjék oldatba viteléből,
a kazein elkülönítéséből,
a nem kívánt összetevők eltávolításából,
végül a koncentrálásból és szárításból.
Ha ezek a műveletek túl sok energiát, vizet vagy vegyszert igényelnek, az csökkentheti a technológia környezeti és gazdasági előnyeit.
A fehérje szerkezetének is megfelelőnek kell lennie
A kutatóknak azt is ellenőrizniük kell, hogy a növényben képződő kazein valóban úgy viselkedik-e, mint a tejből származó változat. A fehérjék működését nemcsak az aminosavak sorrendje határozza meg, hanem a sejten belüli módosítások és a kialakuló térszerkezet is. Ha a növényi sejt eltérően alakítja át a fehérjét, annak oldhatósága, emészthetősége vagy technológiai tulajdonsága is megváltozhat.
Külön vizsgálatot igényelhet, hogy a növényben előállított kazein:
megfelelően alvad-e,
képes-e micellák kialakítására,
hogyan reagál az oltóenzimre,
milyen állagot biztosít a sajtokban,
hogyan viselkedik hőkezeléskor,
és mennyire hasonlít az íze a tejből kivont fehérjéhez.
Új irányt nyithat a sajtgyártásban
A növényi eredetű kazein egyik kiemelt felhasználási területe a sajtkészítés lehet. A sajtok szerkezetét jelentős részben a kazeinből kialakuló fehérjeháló adja. Ez tartja össze a vizet, a zsírt és más összetevőket, miközben meghatározza a termék keménységét, rugalmasságát és olvadási tulajdonságait.
A jelenlegi növényi sajthelyettesítők egy része elsősorban keményítőből és növényi zsírból készül. Ezek jól szeletelhetők vagy kenhetők lehetnek, de fehérjetartalmuk és olvadásuk eltérhet a hagyományos sajtokétól.
A kazein hozzáadásával olyan termékek fejleszthetők, amelyek: jobban olvadnak sütés közben, rugalmasabb szerkezetet adnak, kedvezőbb fehérjetartalommal rendelkeznek, és a megszokott sajthoz közelebb álló állagot biztosítanak.
Joghurtokban és desszertekben is alkalmazható lehet
A technológia nem korlátozódhat a sajtokra. A kazein sűrítő, szerkezetalakító és vízmegkötő tulajdonságai miatt joghurtjellegű termékekben, desszertekben, fehérjeitalokban és más feldolgozott élelmiszerekben is felhasználható lehet. A fehérje segíthet a krémes állag kialakításában és a termékek szétválásának mérséklésében. Emellett növelheti az alternatív tejtermékek fehérjetartalmát, ami táplálkozási szempontból is előnyt jelenthet. A fejlesztők előtt ugyanakkor összetett feladat áll, mivel a kazeint a megfelelő zsírokkal, cukrokkal, ásványi anyagokkal és kultúrákkal kell kombinálni ahhoz, hogy a termék íze és állaga elfogadható legyen.
A technológia egyik fő célja az állati eredetű tejfehérjék kisebb környezeti terheléssel történő előállítása.
A szarvasmarhatartáshoz jelentős mennyiségű takarmányra, termőföldre és vízre van szükség. A tejelő állományok emésztése metánkibocsátással jár, emellett a trágyakezelés, a takarmánytermesztés, a szállítás és az energiafelhasználás is hozzájárul az ágazat környezeti lábnyomához.
A növényekben termelt fehérje elméletileg csökkentheti: az állattartáshoz szükséges földterületet, a takarmány-előállítás igényét, az egy kilogramm fehérjére jutó vízfelhasználást, valamint az üvegházhatású gázok kibocsátását. Ezek az előnyök azonban egyelőre nem tekinthetők bizonyítottnak ipari léptékben.
A növényi kazein megjelenése nem feltétlenül jelenti azt, hogy a hagyományos tejtermelés rövid időn belül háttérbe szorul – Fotó: pexels.com
Meg kell akadályozni a nem kívánt keveredést
A géntechnológiával módosított, speciális fehérjét termelő növényeket várhatóan el kell különíteni a hagyományos élelmiszer- és takarmánynövényektől.
Külön figyelmet igényelhet: a vetőmag tárolása, a termesztési terület kijelölése, a pollen terjedésének szabályozása, a betakarítógépek tisztítása, a szállítás és a raktározás, valamint az árvakelés kezelése. Az elkülönítés azért szükséges, hogy a kazeint termelő növényi alapanyag ne kerüljön véletlenül hagyományos élelmiszerekbe vagy takarmányokba.
Az allergén tulajdonság nem tűnik el
Bár a kazeint növény állítja elő, a fehérje továbbra is tejfehérjének számíthat, és allergiás reakciót válthat ki az arra érzékenyeknél. A tejfehérje-allergia nem azonos a laktózérzékenységgel.
A laktózérzékenyek a tejcukrot nem tudják megfelelően lebontani, míg a tejfehérje-allergiában szenvedők immunrendszere a tej bizonyos fehérjéire reagál. A növényben előállított kazein várhatóan nem tartalmaz laktózt, de ettől még nem tekinthető tejfehérje-allergiában szenvedők számára biztonságosnak. A csomagoláson ezért egyértelműen jelezni kell majd a tejfehérje jelenlétét, függetlenül attól, hogy azt nem tehénből, hanem növényi sejtekből nyerték ki.
A vegán megjelölés is vitákat válthat ki
Összetett kérdés lehet az is, hogy a növényekkel előállított kazeint tartalmazó termékeket vegánként lehet-e forgalmazni. Az előállítás során nem használnak tejet vagy tejelő állatot, a létrejövő fehérje azonban szerkezetében a tehéntej egyik összetevőjének felel meg. Egyes fogyasztók az állatmentes előállítás miatt elfogadhatónak tarthatják az ilyen termékeket, mások viszont a géntechnológiai eredet vagy a tejfehérjével való azonosság miatt elutasíthatják azokat. A gyártóknak ezért pontos, közérthető tájékoztatást kell adniuk arról, hogyan készült a fehérje, tartalmaz-e állati eredetű összetevőt, és milyen allergén kockázatot jelent.
Az Európai Unióban egy ilyen összetevő piacra kerülése több hatósági vizsgálathoz és engedélyhez köthető. Értékelni kell a fehérje biztonságosságát, összetételét, tisztaságát, emészthetőségét és allergén tulajdonságait. A hatóságok azt is vizsgálhatják, hogy a termék tartalmaz-e növényi eredetű mellékkomponenseket vagy a géntechnológiai módosításhoz kapcsolódó maradványokat.
A vizsgálatok várhatóan kiterjednek a gyártási folyamatra, a felhasznált növényre, a genetikai módosítás jellegére, a fehérje szerkezetére, a tápértékre, a toxikológiai adatokra, az allergén kockázatokra, valamint a tervezett felhasználási területekre. A piacra jutás ezért akkor is hosszabb folyamat lehet, ha a technológia műszaki szempontból sikeresnek bizonyul.
A növényekben termelt fehérje elméletileg csökkentheti: az állattartáshoz szükséges földterületet – Fotó: pexels.com
A termék elnevezése sem egyértelmű
A szabályozóknak és a gyártóknak azt is tisztázniuk kell majd, hogyan nevezhetők az ilyen összetevőkből készült élelmiszerek. Kérdés lehet, hogy használható-e a tej, sajt vagy joghurt megnevezés, illetve milyen kiegészítő tájékoztatást kell feltüntetni a növényi eredetű előállításról. A cél az lehet, hogy a fogyasztó ne tévessze össze a terméket sem a hagyományos tejtermékekkel, sem a jelenlegi növényi italokkal. A pontos címkézés különösen fontos lesz, mert a termék növény segítségével készül, de olyan fehérjét tartalmaz, amely szerkezetileg a tejben található kazeinhez igazodik.
A tudományos és műszaki siker önmagában nem garantálja, hogy a növényekben termelt tejfehérjék széles körben elterjednek. A fogyasztóknak el kell fogadniuk a géntechnológiai eljárást, az új típusú alapanyagot és az ebből készülő élelmiszereket. A vásárlói döntésekben az ár, az íz, az állag, a tápérték és a környezeti hatás egyaránt szerepet játszhat.
Nem valószínű, hogy gyorsan kiváltja a tejtermelést
A növényi kazein megjelenése nem feltétlenül jelenti azt, hogy a hagyományos tejtermelés rövid időn belül háttérbe szorul. A tej összetett élelmiszer, amely a kazeinen kívül savófehérjéket, zsírokat, tejcukrot, ásványi anyagokat, vitaminokat és számos kisebb összetevőt tartalmaz. Ezek együttesen adják a tej ízét, tápértékét és technológiai tulajdonságait. A növényekben termelt kazein ezért kezdetben inkább egyes összetevők helyettesítésére vagy speciális termékek fejlesztésére lehet alkalmas.
Először valószínűleg olyan feldolgozott élelmiszerekben jelenhet meg, ahol a fehérje technológiai szerepe fontosabb, mint az, hogy a teljes tejösszetételt pontosan lemásolják. A technológia akkor lehet piacképes, ha nemcsak laboratóriumi körülmények között működik, hanem nagyobb léptékben is kiszámítható, biztonságos és költséghatékony marad.
A növényekkel előállított kazein tehát nem azonnali helyettesítője a tehéntejnek, hanem egy új fehérje-előállítási irány. Sikeres fejlesztés esetén azonban bővítheti a tejipari alapanyagok körét, és közelebb hozhatja az állatok nélküli, mégis hagyományos tulajdonságokkal rendelkező tejtermékek gyártását.
Forrás: planetz.hu
Indexkép: pexels.com
_fill_540x300_0.jpg)
