E chimie, nu magie: margarina pentru patiserie

Margarina noastră cea de toate zilele

La mai bine de 150 (1869) de ani de la descoperirea margarinei, un înlocuitor al untului care să aibă o bună conservabilitate, să fie tartinabil și bogat caloric, acest produs continuă să fie demonizat și incriminat. Nu sunt avocatul margarinei și orice inginer tehnolog de industrie alimentară înțelege diferențele între grăsimile vegetale și cele animale, efectul procesărilor asupra caracteristicilor nutriționale ale alimentului original și a consecințelor asupra metabolismului și sănătății oamenilor. Mă aștept, însă, ca discursul să fie echidistant și realist, punctând mai ales proprietățile tehnologice și influența asupra reologiei aluaturilor în compoziția cărora intră, despre standarde, randamente de fabricație și costuri, pentru că aspectele tehnologiei sunt mai puțin cunoscute.

Întrebarea este ”de ce margarina este un ingredient preferat altor grăsimi animale în patiseriile cu volum mare de vânzare și nu untură/osânză sau unt?

Împăratul Napoleon al III-lea al Franței organizează în 1869 un concurs pentru realizarea unui aliment care să poată fi ieftin și ușor de conservat, pentru a putea fi disponibil atât oamenilor cu venituri scăzute cât mai ales soldaților de pe câmpurile de bătălii.

Chimistul francez Hippolyte Mège-Mouriès a câștigat premiul pentru un aliment obținut din seu de vacă, lapte degresat și apă, care a primit numele de ”oléomargarine” de la grecescul margaron, asociat cu „perlă” și cu aspectul alb, sidefat al produsului. În 1872 și-a brevetat invenția și a început să lucreze pentru diferiți negustori care au văzut oportunitatea economică.

Atât de mare era oportunitatea unui câștig ușor încât, trecând Atlanticul în SUA, apare frauda!

Industria laptelui și producătorii de unt au făcut o presiune politică foarte puternică împotriva oleomargarinei, care concura cu untul, așa că în 1891, în dezbaterile Congresului american, apare explicit ideea că, dacă producătorii de oleomargarină doreau să-i schimbe culoarea albă, „pink or blue” ar fi fost acceptabil, dar galbenul era considerat o încercare de a imita untul.

În 1902 chimistul german Wilhelm Normann își brevetează metoda de hidrogenare a uleiurilor (de fapt a acidului oleic) în prezența catalizatorilor de nichel, obținând o substanță solidă (acid stearic), cu proprietatea de a se topi la încălzire și de a se solidifica la răcire, ceea ce a însemnat o revoluție pentru industria alimentară, deși produsul era departe de a asigura nevoile nutriționale, însă era de departe cel mai accesibil produs alimentar.

De atunci acest produs a fost cercetat și analizat, perfecționat tehnologic și nutrițional, ca urmare a evoluției tehnico-științifice din domeniul medical, pus în practică de cercetătorii din industria alimentară: prezența acizilor grași trans și efectul lor asupra metabolismului lipidelor în organism.

Untul este inamic, margarina este aliat – când studiile sunt contrazise

În 1977 raportul McGovern („Dietary Goals for the United States”) a recomandat oficial reducerea drastică a consumului de grăsimi saturate. Untul a fost practic scos din recomandările oficiale, iar consumatorii au fost îndrumați spre margarină și uleiuri vegetale ca „alternative sănătoase pentru inimă”. Practic, industria alimentară a reformulat masiv produsele pentru a elimina untul și grăsimile animale și pentru mai bine de 30 de ani, untul a fost tratat ca un aliment aproape interzis în recomandările nutriționale oficiale, apărând pe etichete cu avertismente, fiind eliminat din spitale, școli și cantine instituționale, și înlocuit sistematic cu margarină (care, ironic, conținea adesea grăsimi trans, ulterior dovedite mult mai dăunătoare).

Și totuși, în 2014, coperta Time purta titlul „Eat Butter. Scientists labeled fat the enemy. Why they were wrong.” Articolul, semnat de Bryan Walsh, susținea că oamenii de știință au greșit etichetând grăsimile saturate drept dușmanul, și că de fapt carbohidrații, zahărul și alimentele ultraprocesate erau principalii responsabili pentru obezitate, diabet și alte boli legate de greutate.

Acest cover story a fost perceput ca un moment de cotitură, o recunoaștere publică, de amploare, că „Ending the War on Fat” reprezenta o inversare a peste 30 de ani de sfaturi nutriționale greșite, bazate pe ipoteze nedemonstrate, cercetări neconcludente și decizii birocratice.

Margarina – ingredient în standardizarea produselor

Disputa ”unt versus margarină” dintr-o prezentare pe Facebook nu a vizat vreo calitate argumentată științific ci o împărțire a cumpărătorilor de merdenele preparate din foi întinse cu margarină – ca fiind ”specii” de săraci și lipsiți de educația gustului – , și a celor de croasante – specia cultă de cumpărători.

Și totuși, de ce ne e teamă de margarină – atât cea tartinabilă cât și cea pentru patiserie?

La începutul controversei margarină-unt a stat prezența acizilor grași trans. Acești acizi grași trans sunt izomeri optici ai formelor cis ale acizilor grași parțial hidrogenați, unde rămâne o dublă legătură între atomii de carbon care formează acidul gras, și care sunt implicați în metabolismul lipidic participând activ la formarea LDL-colesterolului și al colesterolului din sânge, crescând riscul de afecțiuni miocardice.

Acest lucru a fost eliminat prin intervenții tehnologice salutare, și anume interesterificarea uleiurilor vegetale (rapiță, floarea soarelui și cocos) în prezența unui emulgator, rezultând o margarină tartinabilă și conținut scăzut de grăsimi, bogată în acizi grași omega-3 și un raport optim între omega-6:omega-3 de 2:1, încadrându-se în recomandările medicale de sănătate din ghidurile actuale de nutriție.

Deși problema acizilor grași trans a fost rezolvată, totuși EFSA (Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentelor) a apreciat că în procesul de extracție a uleiurilor se formează o familie de substanțe care au fost dovedite ca având potențial carcinogen și genotoxic: glicidolul.

Glicidolul este unul dintre contaminanții de procesare care merită multă atenție, mai ales când discutăm despre uleiuri și grăsimi rafinate și, implicit, despre margarine.

Important este însă să facem o distincție chimică foarte clară:

• glicidolul (glycidol) este un compus epoxidic, cu formula C₃H₆O₂;
• în alimente, problema principală nu este, de regulă, glicidolul liber, ci esterii glicidilici ai acizilor grași (GE – glycidyl fatty acid esters);
• aceștia se formează în special în timpul rafinării la temperaturi ridicate a uleiurilor și grăsimilor, în jurul temperaturilor de ≥200 °C.

Așadar, dacă procesul de extracție a uleiurilor și grăsimilor alimentare este controlat, riscul formării esterilor glicidici ai acizilor grași este redus semnificativ.

În prezent, Regulamentul (UE) 2023/915 stabilește pentru esterii glicidilici ai acizilor grași, exprimați ca glicidol, un maximum de:

• 1.000 µg/kg pentru uleiuri și grăsimi vegetale și alte uleiuri/grăsimi relevante destinate consumatorului sau utilizării ca ingrediente;
• 500 µg/kg pentru uleiurile și grăsimile destinate producerii alimentelor pentru sugari și copiilor mici;
• 50 µg/kg pentru formulele de lapte pentru sugari, sub formă de pulbere;
• 6 µg/kg pentru formulele lichide.

Există, de asemenea, reglementări specifice pentru E471 (mono- și digliceride), deoarece și materiile prime folosite pentru acest aditiv trebuie controlate în ceea ce privește esterii glicidilici.

Prin urmare, produsele de patiserie fabricate cu margarină sunt sigure pentru consum?

Paracelsus spunea „Dosis sola facit venenum” („Doza face otrava”), așadar orice produs alimentar consumat în exces poate fi dăunător sănătății. Desigur, aspectele senzoriale date de compușii de aromă din unt dau deplinătate senzorială, însă aspectele practice ale utilizării grăsimilor în patiserie sunt definitorii.

Osânză, untură, unt, margarină, shortening pentru patiserie, ”untul” de palmier, uleiul de cocos

Acestea sunt cele câteva grăsimi solide care pot fi utilizate în patiserie și fiecare în parte are rolul său bine definit:

1 – nutrițională (furnizează acizi grași esențiali pentru organismul uman – linoleic, linolenic, arahidonic -, surse concentrate de energie – 9 kcal/g -, mediu de transfer pentru vitaminele liposolubile, formarea fosfolipidelor cu rol esențial în funcționarea corectă a membranelor, precursori ai prostaglandinelor – hormoni esențiali pentru organism;

2 – senzorială (formatori de structură în unele produse – umpluturile diferitelor produse de patiserie și cofeetărie, formatori de textură, amelioratori ai palatabilității care conferă produselor frăgezime și onctuozitate, furnizori de aromă și mediu pentru compuși hidrofobici);

3 – tehnologică (contribuie la structura, textura și efectul lubrifiant atunci când intră în compoziția produselor, cât și ca mediu de transfer termic atunci când sunt folosite la prăjire.

Toate grăsimile prezintă proprietăți fizice și chimice unice:

• compoziția și distribuția acizilor grași: gradul de nesturare și poziția dublelor legături din acizii grași, dar și poziția acestora în molecula de trigliceridă vor determina intervalul de temperatură și viteza de topire, consistența, plasticitatea, proprietățile de emulsificare, tartinabilitatea – printre altele;
• modul de cristalizare: în timpul răcirii uleiurile și grăsimile trec printr-o serie de tipuri de cristale până la ajungerea lor la forma finală stabilă, iar aceste tipuri de cristale influențează textura, palatabilitatea și eliberarea aromelor în cazul majorității produselor alimentare pe bază de grăsimi;
• aroma și stabilitatea acestora: în general nu se dorește o aromă specifică, pentru a nu afecta aroma finală a produsului, dar uneori o aromă de unt este benefică.

Osânza/untura și margarina se comportă diferit în aluaturile laminate („în foi”). Nu este suficient să spunem că una este „mai grasă” decât cealaltă; contează compoziția acizilor grași, structura triacilglicerolilor și, mai ales, modul în care aceștia cristalizează.

Osânza și untura nu sunt aceeași materie primă

1. Osânza este țesut adipos intern, foarte fin, cu puțin țesut conjunctiv. Prin topire controlată și filtrare se obține o untură foarte albă și relativ pură.

Din punct de vedere chimic, ambele sunt predominant triacilgliceride (TAG):

glicerol−(OCO−R1)(OCO−R2)(OCO−R3)

iar proprietățile reologice rezultă în mare măsură din ce sunt R₁, R₂ și R₃ și cum se organizează TAG-urile în cristale. (R1, R2 și R3 reprezintă acizii grași care sunt adiționați la molecula de glicerol).

Pentru laminare (proprietatea de întindere în foi) este necesară o grăsime care să fie:

plastică → deformabilă → suficient de solidă → dar să nu fie casantă.

Ideal, grăsimea trebuie să poată fi întinsă într-o peliculă foarte subțire între straturile de aluat fără să se rupă și fără să curgă.

Punctul de topire NU spune totul

Două grăsimi pot avea puncte de topire similare și totuși să se comporte foarte diferit la laminare. Motivul este polimorfismul grăsimilor. Triacilglicerolii pot cristaliza în forme diferite – simplificat, α, β′ și β – care au stabilități și proprietăți mecanice diferite.

Pentru o grăsime de patiserie este deosebit de importantă formarea unei structuri cristaline fine și uniforme. Cristalele fine creează o rețea tridimensională care reține fracția lichidă. Această rețea determină:

1. duritatea;
2. plasticitatea;
3. tartinabilitatea;
4. rezistența la deformare;
5. comportamentul la laminare.

La un foietaj adevărat, grăsimea trebuie să reziste mecanic în timpul laminării printr-un procedeu numit turare, care presupune următorul ciclu de operații: întindere → pliere → odihnă → întindere → pliere → odihnă de mai multe ori.

În urma acestui proces de turare, la coacere, apa din aluat se transformă în vapori și trebuie să creeze presiune între straturi, grăsimea funcționând ca o barieră între foi: aluat | grăsime | aluat | grăsime | aluat, pentru ca în timpul coacerii apa să de transforme în vapori care duc la separarea straturilor de aluat în timp ce grăsimea împiedică lipirea lor.

La un proces industrial margarina de patiserie are un avantaj tehnologic, pentru că poate fi formulată special astfel încât să aibă:

• un anumit conținut de grăsime solidă la 10°C;
• altul la 20°C;
• altul la 30°C;
• o anumită distribuție a TAG-urilor;
• anumite proprietăți de cristalizare;
• cristale predominant în forma dorită;
• o anumită rezistență mecanică.

Cu alte cuvinte, margarina de patiserie poate fi proiectată pentru laminare.

2. Untura este produsul topit al grăsimii de porc și poate proveni din mai multe țesuturi adipoase. Proprietățile ei depind, prin urmare, de materia primă și de procesul de topire. Și acesta este probabil unul dintre motivele pentru care o untură de osânză tradițională, făcută corect, putea fi extraordinară în patiserie, dar era dificil de produs constant la scară industrială.

Untura de porc are un interval de topire relativ apropiat de temperatura de lucru a aluatului. La temperatura camerei, o parte importantă a TAG-urilor este cristalizată, iar o altă parte este lichidă. Această combinație — fracție solidă + fracție lichidă — îi conferă plasticitate.

Dacă este prea mult fracție solidă grăsimea devine tare și casantă, se rupe la întindere iar straturile de aluat se pot perfora.

Dacă este prea multă fracție lichidă grăsimea migrează în aluat, nu mai formează o barieră eficientă între straturi, în consecință laminarea se pierde.

În concluzie, este important să se înțeleagă demersul industriei alimentare de a asigura hrană de calitate, sigură și în cantități suficiente pentru orice buzunar, iar datoria inginerilor tehnologi de industria alimentară este să comunice mai mult și mai bine, cu argumente care să combată pseudoștiința! Când mâncarea devine motiv de anxietate, fie că e vorba de eco-anxietate ori de cibofobie, oamenii devin ușor manevrabili, pentru că oamenii, astăzi, trăiesc în mijlocul evoluției tehnico-științice dar vor să mănânce (unii să se și trateze medical) ca în paleolitic, ori asta este cu adevărat paradoxal!