این مقاله برای مدیران تحقیق و توسعه، متخصصان فرمولاسیون و مدیران تولید صنایع غذایی نوشته شده است که روی توسعه یا تولید پنیرهای وگان و محصولات جایگزین لبنی کار می‌کنند. اگر چالش شما ایجاد بافت مشابه پنیر لبنی، کنترل آب و چربی، بهبود ذوب و کشش یا کاهش طعم نامطلوب پروتئین‌های گیاهی است، در این مقاله با نقش هر گروه از مواد اولیه و مراحل اصلی تولید آشنا می‌شوید.
پنیر وگان دقیقاً چیست؟
پنیر وگان یا Plant-Based Cheese محصولی است که برای ایجاد ویژگی‌هایی مشابه پنیرهای لبنی، بدون استفاده از شیر و ترکیبات لبنی طراحی می‌شود. با این حال، بهتر است آن را صرفاً «پنیر لبنی بدون شیر» در نظر نگیریم.
پنیر معمولی یک سیستم غذایی پیچیده است که ساختار آن تا حد زیادی به رفتار کازئین، چربی شیر، آب، نمک و فرایندهایی مانند اسیدی‌سازی، انعقاد، برش، پخت و رسیدن وابسته است. کازئین فقط یک منبع پروتئین نیست؛ در ایجاد شبکه پروتئینی، نگهداری چربی و آب، بافت، ذوب و کشش پنیر نقش مهمی دارد.
در پنیرهای گیاهی، این سیستم باید با ترکیبی از مواد اولیه دیگر بازسازی شود. به همین دلیل، یک ماده منفرد معمولاً نمی‌تواند تمام عملکردهای کازئین را تکرار کند و فرمولاسیون موفق بیشتر شبیه طراحی یک سیستم چندجزئی است.
تفاوت پنیر لبنی و پنیر گیاهی از کجا شروع می‌شود؟
تفاوت اصلی از پروتئین شروع می‌شود. در پنیر لبنی، کازئین تحت شرایط مشخصی تجمع پیدا می‌کند و شبکه‌ای ایجاد می‌کند که پایه ساختار پنیر است. در مقابل، پروتئین‌های گیاهی مانند پروتئین سویا، نخود، سیب‌زمینی، باقلا یا سایر منابع گیاهی رفتار متفاوتی در برابر حرارت، pH، نمک و برهم‌کنش با چربی دارند.
به همین دلیل، جایگزینی کازئین با یک پروتئین گیاهی به‌تنهایی معمولاً کافی نیست. پژوهش‌های جدید نیز نشان می‌دهند که بازسازی هم‌زمان ویژگی‌های ساختاری، حسی، عملکردی و تغذیه‌ای پنیر لبنی یکی از مهم‌ترین چالش‌های توسعه پنیرهای گیاهی است.
در عمل، فرمولاسیون می‌تواند از چند گروه اصلی تشکیل شود:
- پروتئین‌های گیاهی: ایجاد بخشی از ساختار و ویژگی‌های پروتئینی
- نشاسته‌ها: ایجاد و کنترل بافت
- هیدروکلوئیدها: کنترل آب و ویژگی‌های بافتی
- چربی‌های گیاهی: ایجاد حس دهانی و رفتار چربی
- نمک‌ها و تنظیم‌کننده‌های pH: کنترل طعم، pH و رفتار سیستم
- طعم‌دهنده‌ها: نزدیک‌کردن پروفایل حسی به انواع مختلف پنیر
این ترکیب به نوع محصول هم وابسته است. فرمول یک پنیر وگان خامه‌ای، پنیر ورقه‌ای یا محصولی که برای پیتزا طراحی شده، الزاماً یکسان نیست.
چرا ایجاد بافت پنیر لبنی در نسخه گیاهی سخت است؟
یکی از مهم‌ترین مشکلات پنیرهای گیاهی، بافت است. مصرف‌کننده از پنیر انتظار ویژگی‌هایی مثل نرمی، انسجام، قابلیت برش، کشسانی، ذوب‌شدن و در بعضی محصولات، کشش رشته‌ای دارد. کازئین در پنیر لبنی ساختاری ایجاد می‌کند که رفتار آن هنگام حرارت و تغییر شکل با بسیاری از پروتئین‌های گیاهی متفاوت است. در نتیجه، یک فرمول گیاهی ممکن است در حالت سرد بافت خوبی داشته باشد، اما هنگام حرارت سفت شود، روغن پس بدهد یا برعکس، بیش از حد نرم و چسبنده شود.
مطالعات علمی اخیر نیز نشان می‌دهند که نبود کازئین می‌تواند به بافت‌های شکننده یا بیش از حد نرم منجر شود و استفاده از چربی و پروتئین گیاهی نیز در صورت طراحی نامناسب سیستم می‌تواند جدایش فاز و ضعف ساختار را افزایش دهد.
نقش پروتئین‌های گیاهی در پنیر وگان
انتخاب پروتئین فقط به میزان پروتئین محصول محدود نمی‌شود. حلالیت، اندازه ذرات، قابلیت امولسیون‌کنندگی، رفتار در برابر حرارت و توانایی ایجاد شبکه هم اهمیت دارند.
پروتئین سویا یکی از منابع شناخته‌شده در این حوزه است، اما می‌تواند با چالش‌هایی مانند نوت‌های لوبیایی و بافت نامطلوب همراه باشد. پروتئین نخود نیز در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته، اما ممکن است به دلیل طعم خاص و ویژگی‌های عملکردی خود به ترکیب دقیق‌تری از مواد نیاز داشته باشد. در واقع، انتخاب پروتئین باید براساس هدف محصول انجام شود. پروتئینی که برای افزایش محتوای پروتئین مناسب است، الزاماً بهترین گزینه برای ایجاد کشش یا ذوب مشابه موزارلا نیست.
چربی‌های گیاهی چه نقشی دارند؟
چربی یکی از اجزای مهم در طراحی حس دهانی پنیر گیاهی است. روغن نارگیل، روغن‌های گیاهی دیگر یا ترکیب چند منبع چربی می‌توانند برای ایجاد حس چربی، کرمی‌بودن و رفتار حرارتی مورد استفاده قرار بگیرند.
اما چالش اصلی فقط انتخاب نوع روغن نیست؛ نحوه قرار گرفتن چربی در ساختار محصول اهمیت زیادی دارد. اگر امولسیون و شبکه ساختاری به‌درستی طراحی نشوند، ممکن است هنگام نگهداری یا حرارت، روغن از ماتریس جدا شود. از طرف دیگر، نقطه ذوب و پروفایل ذوب چربی مستقیماً روی رفتار محصول در دهان و هنگام حرارت اثر می‌گذارد. به همین دلیل، پنیر گیاهی که برای مصرف سرد طراحی شده می‌تواند به سیستم چربی متفاوتی نسبت به محصول مخصوص پیتزا نیاز داشته باشد.
نشاسته و هیدروکلوئیدها؛ دو ابزار مهم برای ساختار
در بسیاری از فرمول‌های پنیر گیاهی، نشاسته نقش مهمی در ایجاد قوام و کنترل بافت دارد. نوع نشاسته، میزان آن و شرایط فرایند می‌تواند روی سختی، چسبندگی، برش‌پذیری و پایداری محصول اثر بگذارد.
هیدروکلوئیدها نیز برای کنترل آب، ویسکوزیته و ویژگی‌های بافتی به کار می‌روند. انتخاب هیدروکلوئید باید متناسب با کل سیستم انجام شود؛ چون افزایش بیش از حد یا ترکیب نامناسب آن‌ها می‌تواند به بافت لاستیکی یا شکننده منجر شود. یکی از چالش‌های مهم در این قسمت، پایداری بافت در طول نگهداری است. برخی سیستم‌های نشاسته‌ای ممکن است در طول زمان دچار رتروگراداسیون شوند و تغییراتی مانند افزایش سختی یا سینرسیس ایجاد کنند. بنابراین آزمون فرمولاسیون فقط در روز تولید کافی نیست و رفتار محصول در طول عمر ماندگاری نیز باید بررسی شود.
فرآیند تولید پنیر وگان چگونه است؟
فرایند دقیق به نوع محصول و سیستم فرمولاسیون بستگی دارد، اما می‌توان مسیر کلی را به چند مرحله تقسیم کرد:
۱. آماده‌سازی مواد اولیه
پروتئین گیاهی، آب، چربی، نشاسته، هیدروکلوئید، نمک، تنظیم‌کننده pH و سایر مواد اولیه براساس فرمول توزین و آماده می‌شوند. کیفیت و ویژگی عملکردی هر ماده می‌تواند روی نتیجه نهایی اثر قابل توجهی داشته باشد.
۲. هیدراته‌کردن
پروتئین‌ها و هیدروکلوئیدها باید به شکل مناسبی در فاز آبی پراکنده یا هیدراته شوند. ترتیب افزودن مواد نیز می‌تواند مهم باشد؛ زیرا افزودن هم‌زمان برخی ترکیبات ممکن است باعث تشکیل کلوخه یا هیدراتاسیون ناقص شود.
۳. تشکیل امولسیون
چربی گیاهی وارد سیستم می‌شود و با کمک فرایند اختلاط و شرایط مناسب، فاز چربی در ماتریس آبی توزیع می‌شود. اندازه قطرات چربی و پایداری امولسیون از عوامل مهم در بافت و آزادشدن روغن هستند.
۴. حرارت‌دهی و توسعه ساختار
در این مرحله، حرارت می‌تواند باعث ژلاتینه‌شدن نشاسته، تغییر ساختار پروتئین و شکل‌گیری شبکه نهایی شود. دما، زمان و شدت فرایند باید متناسب با مواد اولیه تنظیم شود؛ چون حرارت بیش از حد یا ناکافی هر دو می‌توانند کیفیت محصول را کاهش دهند.
۵. شکل‌دهی و خنک‌سازی
محصول پس از رسیدن به ساختار موردنظر در قالب یا بسته‌بندی قرار می‌گیرد و با خنک‌شدن، ساختار نهایی آن تثبیت می‌شود. در محصولات مختلف ممکن است برش، ورقه‌ای‌شدن یا بسته‌بندی مستقیم انجام شود.
یکی از چالش‌های پنهان: طعم پروتئین‌های گیاهی
حتی اگر بافت محصول کاملاً مناسب باشد، یک مشکل دیگر می‌تواند پذیرش محصول را محدود کند: طعم و بوی پایه مواد اولیه.
برخی پروتئین‌های گیاهی می‌توانند نوت‌هایی مانند لوبیایی، خاکی، سبز یا تلخ ایجاد کنند. این ویژگی‌ها ممکن است در یک فرمول ساده قابل تحمل باشند، اما وقتی هدف ساخت محصولی با پروفایل حسی مشابه پنیر چدار، موزارلا یا پنیر خامه‌ای است، بیشتر خودشان را نشان می‌دهند.
به همین دلیل، انتخاب پروتئین مناسب باید هم‌زمان از نظر عملکرد فنی و پروفایل حسی بررسی شود. در مرحله توسعه محصول می‌توان از ترکیب مناسب طعم‌دهنده‌ها و در صورت نیاز Masking Agent برای کنترل نوت‌های نامطلوب استفاده کرد. این بخش برای توسعه‌دهنده محصول اهمیت زیادی دارد، چون طعم‌دهنده قرار نیست صرفاً یک «بوی پنیر» به محصول اضافه کند؛ هدف، ساختن یک پروفایل حسی متعادل در کنار طعم پایه پروتئین، چربی، نمک و سایر اجزای فرمول است.
پنیر وگان برای چه کاربردهایی تولید می‌شود؟
پنیرهای گیاهی فقط یک محصول واحد نیستند و بسته به کاربرد نهایی، طراحی متفاوتی دارند.
- پنیر ورقه‌ای: تمرکز روی برش‌پذیری، انسجام و رفتار در ساندویچ
- پنیر پیتزا: تمرکز روی ذوب، کشش، پایداری حرارتی و کنترل آزادشدن روغن
- پنیر خامه‌ای گیاهی: تمرکز روی اسپردپذیری، کرمی‌بودن و حس دهانی
- محصولات دیپ و سس‌مانند: تمرکز روی ویسکوزیته، پایداری امولسیون و بافت یکنواخت
- پنیرهای گیاهی با پروتئین بالا: تمرکز هم‌زمان روی محتوای پروتئین، بافت و کنترل طعم پروتئین
بنابراین در توسعه محصول، اولین سؤال نباید این باشد که «چه ماده‌ای جایگزین کازئین شود؟» بلکه باید پرسید: محصول نهایی قرار است چه عملکردی داشته باشد؟
آیا پنیر وگان از نظر تغذیه‌ای با پنیر لبنی برابر است؟
پاسخ را نمی‌توان برای همه محصولات یکسان دانست. ترکیب تغذیه‌ای پنیرهای گیاهی به فرمولاسیون وابسته است و صرفاً گیاهی‌بودن محصول به معنی سالم‌تر یا مغذی‌تر بودن آن نیست.
بررسی‌های انجام‌شده روی محصولات تجاری نشان داده‌اند که برخی پنیرهای گیاهی می‌توانند پروتئین و کلسیم بسیار کمتری از پنیرهای لبنی داشته باشند و در بعضی نمونه‌ها میزان نمک و چربی اشباع نیز قابل توجه است. بنابراین هنگام طراحی محصول، بهتر است ارزش تغذیه‌ای به‌عنوان یک هدف مستقل در کنار بافت، طعم و پایداری در نظر گرفته شود.
برای مثال، اگر محصول با هدف پروتئین بالا طراحی می‌شود، انتخاب منبع پروتئین و سطح مصرف آن اهمیت ویژه‌ای دارد. اگر هدف محصول جایگزینی پنیر لبنی برای مصرف روزمره است، موضوعاتی مانند کلسیم، ویتامین B12 و سایر ریزمغذی‌ها نیز می‌توانند در طراحی محصول مورد توجه قرار گیرند.
آینده پنیرهای گیاهی؛ فقط شبیه‌سازی پنیر نیست
یکی از روندهای مهم در این حوزه حرکت از «کپی‌کردن پنیر لبنی» به سمت طراحی محصولی با عملکرد و تجربه حسی مستقل است. در کنار بهبود پروتئین‌های گیاهی، پژوهش‌ها روی تخمیر، پروتئین‌های جدید، ترکیبات ساختاری و فناوری‌های نوین در حال گسترش است.
تخمیر به‌خصوص می‌تواند مسیر جالبی برای توسعه پنیرهای گیاهی باشد؛ زیرا علاوه بر اثرگذاری بر طعم، برخی کشت‌های میکروبی می‌توانند از طریق تولید پلی‌ساکاریدهای خارج سلولی به بهبود ویسکوزیته، کرمی‌بودن و نگهداری آب کمک کنند. در نهایت، موفقیت یک پنیر گیاهی فقط به انتخاب یک ماده اولیه خاص وابسته نیست. محصول موفق نتیجه هماهنگی پروتئین، چربی، نشاسته، هیدروکلوئید، آب، فرایند، طعم و هدف مصرف است.
چطور یک فرمول مناسب برای پنیر وگان انتخاب کنیم؟
برای توسعه صنعتی، بهتر است فرمولاسیون از عملکرد نهایی محصول شروع شود. ابتدا باید مشخص شود محصول قرار است سرد مصرف شود یا حرارت ببیند، برش‌پذیر باشد یا قابل اسپرد، ذوب شود یا کشش ایجاد کند و چه سطحی از پروتئین برای آن هدف‌گذاری شده است.
پس از آن، انتخاب مواد اولیه باید به‌صورت سیستماتیک انجام شود. عملکرد پروتئین، نوع چربی، سیستم نشاسته و هیدروکلوئید، pH، میزان آب و شرایط فرایند باید در کنار یکدیگر بررسی شوند. در مرحله بعد، آزمون‌های بافت، پایداری، رفتار حرارتی و ارزیابی حسی می‌توانند نقاط ضعف فرمول را مشخص کنند. برای آشنایی با راهکارهای فرمولاسیون مرتبط با صنعت لبنیات و پنیر، می‌توانید بخش لبنیات و بستنی فرزان‌راد را نیز مطالعه کنید.
جمع‌بندی
پنیر وگان یک نسخه ساده‌شده از پنیر لبنی نیست. در محصول لبنی، کازئین بخش مهمی از معماری ساختار را شکل می‌دهد؛ اما در پنیر گیاهی، این عملکرد باید از طریق ترکیبی از پروتئین‌های گیاهی، چربی‌ها، نشاسته‌ها، هیدروکلوئیدها و شرایط فرایندی بازسازی شود.
به همین دلیل، مهم‌ترین چالش‌های توسعه این محصولات را می‌توان در چند محور خلاصه کرد: ایجاد بافت مناسب، کنترل آب و چربی، رسیدن به ذوب و کشش مطلوب، کنترل طعم پروتئین‌های گیاهی، حفظ پایداری در طول نگهداری و رسیدن به ارزش تغذیه‌ای قابل قبول. در نهایت، بهترین فرمول لزوماً فرمولی نیست که بیشترین تعداد مواد اولیه را داشته باشد؛ بلکه فرمولی است که هر جزء آن یک عملکرد مشخص داشته باشد و این اجزا در کنار فرایند تولید، یک سیستم پایدار و قابل تکرار ایجاد کنند.
اگر روی توسعه پنیر وگان، پنیر گیاهی با پروتئین بالا یا محصولات جایگزین لبنی کار می‌کنید و در انتخاب پروتئین، طراحی بافت، کنترل آب و چربی، رفتار حرارتی یا پروفایل طعمی چالش دارید، می‌توانید مسئله محصول خود را با تیم فنی فرزان‌راد، اقای مهدی خضرایی، بررسی کنید.
درخواست مشاوره فنی می‌تواند نقطه شروعی برای انتخاب سیستم مناسب مواد اولیه و بررسی مسیر فرمولاسیون متناسب با محصول شما باشد. تأمین و ارائه راهکارهای تخصصی از برندهای معتبر جهانی در حوزه طعم‌دهنده‌ها، سیستم‌های استابلایزر و استارتر کالچرها:
MANE فرانسه | CREATEX هلند | DALTON ایتالیا
