Производството на различни видове сирена, като твърди сирена, меки сирена и извара, направени от различни видове мляко (например, крава, кози, овце, биволско, камилско мляко и др.) Може да бъде ефективно подобрено чрез ултразвук. Прилагането на ултразвук с висока интензивност ускорява хомогенизирането, ферментацията и узряването, подобрява микробната стабилност и показва положителен ефект върху хранителната стойност и текстурата.

Ултразвукът с висока интензивност подобрява производството на сирене

Ултразвукова хранителна обработка е добре установена технология за подобряване на хомогенизирането на млякото и ферментацията в производството на сирене. Освен това, sonication в комбинация с лека топлинна обработка – известен като термо-ултразвук – се използва като алтернатива на традиционната пастьоризация, базирана на топлина, като по този начин се предотвратяват хранителни вещества като витамини, аминокиселини и мазнини срещу термично разграждане. Производството на сирене с мляко или суроватка може да бъде значително засилено и подобрено чрез прилагане на високо интензивен, нискочестотен ултразвук.

Ultrasonication е успешно приложен към производствените процеси сирене от краве / краве мляко, овче мляко, биволско мляко, козе мляко, камилско мляко и конско мляко.
Ултразвуково насърчава производството на сирене може да се използва за различни видове сирене, включително сирене чедър, сирене фета, крема сирене, извара, мексиканско сирене панела, латиноамерикански меко сирене и други сирена специалитети.
Ефектите на нискочестотния ултразвук с висока интензивност върху млякото при производството на сирене включват увеличаване на якостта на гела и твърдостта на гела, ускоряването на образуването на гел, увеличаването на специфичната повърхност, намаляване на твърдостта на извара, малкото и равномерно разпределение на размера на частиците на мастните глобули, както и по-голяма способност за задържане на вода.
Ултразвуково увеличаване на хомогенността и по-равномерно разпределение на млечните мазнини глобулите също подобрява качеството на сиренето. Например, извара свойства на козе мляко с ренин показа след 10 минути ultrasonication по-гъста гел кръстосано свързване мрежа, в резултат на което по-хомогенна микроструктура с изобилие от пори. Забележително е, че тези пори са значително по-малки от тези в изварата на млякото без ултразвук. Това предполага, че изварата на козе мляко, обработено с ултразвук на мощността, показва по-голяма твърдост, като се регистрират стойности на G'max (максимална стойност за модула за съхранение) над 100 Pa, дори по-високи от тези, съобщени в кравето мляко. Подобен ефект се наблюдава и в лепилото (силата на вътрешните връзки на пробата). Следователно може да се предположи, че ултразвукът с висок интензитет насърчава силни взаимодействия между компонентите на млякото, подобрявайки свойствата на настройката. (срв. Карило-Лопес и др. 2021)

Ултразвукови ефекти върху производството на различни сирена

Ефектите на ултразвук с висока интензивност върху по време на обработката на млечни продукти и производството на сирене са интензивно проучени.
Повишен добив на сирене: Ултразвукът на прясно сурово мляко с ултразвука UP400S по време на производството на сирене на панела доведе до повишен добив на сирене (%), въпреки увеличаването на ексудат. Жълтите тонове и оцветяването в сиренето се насърчават от HIU за 10 минути. Но не са L*, а* и C* цветови координати са засегнати. pH се е увеличила от 6.6 до 6.74 след 5 минути ултразвук, но намалена при 10 min. (срв. Карило-Лопес и др., 2020)
Подобрена текстура на сирене: По отношение на проучванията, проведени върху сирене, Бермудес-Агире и Барбоса-Канова съобщават, че прясно сирене, получено от мляко, обработено с термозониране (използване на UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) е по-мек и по-крехък от сиренето от контролното мляко (без термосониране). Тези характеристики са резултат от по-лесното раздробяване на сиренето, което е желателно качество на прясно сирене. Тези автори обясниха това поведение, като отбелязват, че микроструктурата на термо-сонообразното сирене от мляко е по-хомогенна в сравнение с несъдържаното сирене с ултразвук. Освен това, те отбелязват, че термосонирането подобрява хомогенизирането на протеини и мазнини и увеличава задържането на водни молекули в матрицата. Следователно, може да се предположи, че HIU насърчава силни взаимодействия между компонентите на млякото, подобрявайки свойствата на настройката.

Влияние на ултразвука върху млечните продукти: Вискозитет & Реология, хомогенност, микробна активност

Млечните продукти се произвеждат от животинско мляко, като например краве, овче, козе, биволско, конско или камили. След прибиране на реколтата, млякото може да бъде преработено в различни продукти, като например хомогенизирано и обезмаслено мляко, кисело мляко, сметана, масло, сирене, суроватка, казеин или мляко на прах. Кравето мляко е най-важната суровина за млечната промишленост с световно производство от 542 069 000 тона годишно. [Героза et al. 2012]
Суроватката (млечен серум) е отпаден продукт от производството на сирене или казеин. Състои се основно от глобинстагреждащи α-млечнатабумин (~65%), β-лактоглобулин (~25%), както и малки количества от серумния албумин (~8%) имуноглобитолини и имуноглобини. Протеините от суроватка са глобуларен протеин, който може да бъде извлечен от суроватка.
Млякото на прах се обработва чрез изсушени със спрей, за да изсъхне и да се изпари млякото по отношение на получаването на чисто сухо мляко на прах. Поради изключително високата консумация на енергия на сушилни, висока концентрация на твърдата течност е важна за оптимизиране на ефективността на процеса.

"Проби от прясно обезмаслено мляко, възстановен мицеларен казеин и казеин прах се извършват с ултразвук на 20kHz, за да се изследва ефекта на ултразвук. За прясно обезмаслено мляко средният размер на останалите мастни глобули е намален с приблизително 10nm след 60min на ултразвук; въпреки това, размерът на мицелите на казеина е определен като непроменен. Малко увеличение на разтворим суроватъчен протеин и съответното намаляване на вискозитета също се случи в рамките на първите няколко минути от ултразвук, което може да се дължи на разпадането на агрегатите на казеин-суроватъчен протеин. Не могат да се открият измерими промени в съдържанието на казеина в ултрацентробежните проби от обезмаслено мляко, които се рат в продължение на до 60 минути. Малко, временно намаляване на рН в резултат на ултразвук; не се наблюдава измерима промяна в концентрацията на разтворимия калций. Следователно, казеин мицели в прясно обезмаслено мляко са стабилни по време на излагането на ултразвук. Подобни резултати са получени за реконституирания мицеларен казеин, докато по-големи вискозитет се наблюдават като се повишава съдържанието на суроватъчен протеин. Контролираното приложение на ултразвук може да бъде полезно приложено за обратна протеинова агрегация, предизвикана от процеса, без да се засяга естественото състояние на казеинови мицели." [Чандрапала и др., 2012 г.]

Ефекти на ултразвук с висока интензивност върху хранителните вещества в млякото и микробната стабилност

Разави и Kenari (2020) изследват влиянието на ултразвук с висока интензивност, комбиниран с лек процес на термична обработка, за да се дезактивират микробите и ензимите, водещи до разваляне и разграждане на безопасността в храните. Целта на тяхното изследване е да се оцени ефектът от ултразвуковия процес като алтернатива за високотемпературен процес на топлина върху микробния броене, липидното окисляване като качествен параметър и витамините като хранителни характеристики на млякото. Резултатите показват, че ултразвукът е бил в състояние да намали микробното натоварване на млякото и прави по-малко промени във витамините, отколкото млякото, обработено с конвенционална термична обработка. В тази връзка, ултразвукова сонда с ултразвукови сонда е установено, че е по-добър и най-ефективен при 75% интензивност. Използването на ултразвуков тип сонда при 55 ° C и 75% интензивност за 10 минути се препоръчва като неразрушителен процес за пастьоризация на млякото.

Високоефективни ултразвукови хомогенизатори за производство на сирене

Hielscher Ultrasonics е с дългогодишен опит в прилагането на мощност ултразвук в храната & както и много други промишлени отрасли. Нашите ултразвукови процесори са оборудвани с лесни за почистване (чисти на място CIP / стерилизира на място SIP) sonotrodes и поток-клетки (мокрите части). Hielscher Ултразвук’ промишлени ултразвукови процесори могат да доставят много високи амплитуди. Амплитудите до 200μm могат лесно да се движат непрекъснато при работа 24/7. Високите амплитуди са важни за инактивиране на по-устойчиви микроби (напр. грам-положителни бактерии). За още по-високи амплитуди са налични персонализирани ултразвукови сонотроди. Всички сонотроди и реактори с ултразвукови клетъчни поточни клетки могат да се работят при повишени температури и налягания, което позволява надеждна термо-мано-маниатация и високо ефективна пастьоризация.
Най-съвременни технологии, високопроизводителни и сложни софтуер направи Hielscher Ultrasonics’ надеждни работни коне в линията за пастьоризация на храната. С малък отпечатък и гъвкави възможности за монтаж, Hielscher ultrasonicators могат лесно да бъдат интегрирани или ретро-монтирани в съществуващите производствени линии.
Моля, свържете се с нас, за да научите повече за характеристиките и възможностите на нашите ултразвукови хомогенизационни системи. Ще се радваме да обсъдим вашето заявление за сирене с вас!

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators: