Poboljšana proizvodnja sira sa power ultrazvučnicima

Proizvodnja raznih vrsta sira poput tvrdih sireva, mekih sireva i kovrdže, napravljenih od raznih sorti mlijeka (npr. krava, koza, ovca, bizoni, devino mlijeko itd.) može se efikasno poboljšati sonikacijama. Primjena ultrazvuka visokog inteziteta ubrzava homogenizaciju, fermentaciju, i sazrijevanje, poboljšava mikrobnu stabilnost i pokazuje pozitivne efekte na hranjivu vrijednost i teksturu.

Ultrazvuk visokog inteziteta poboljšava proizvodnju sira

Ultrazvučna prerada hrane je dobro uspostavljena tehnologija za poboljšanje homogenizacije mlijeka i fermentacije u proizvodnji sira. Nadalje, sonication u kombinaciji s blagom toplotnom obradom – poznat kao termo-sonication – koristi se kao alternativa tradicionalnoj pasteurizaciji na bazi topline, te time sprečava hranjive tvari kao što su vitamini, aminokiseline i masti protiv toplinske degradacije. Proizvodnja sira pomoću mlijeka ili sirute može se značajno intenzivira i poboljšati primjenom ultrazvuka visokog inteziteta, niske frekvencije.

Ultrasonication je uspješno primijenjena na procese proizvodnje sira od goveđeg / kravljeg mlijeka, ovčjeg mlijeka, bizonskog mlijeka, kozjeg mlijeka, devinog mlijeka i konjskog mlijeka.
Ultrazvučno promovisana proizvodnja sira može se koristiti za razne vrste sira uključujući čedarski sir, feta sir, krem sir, skušeni sir, meksički panela sir, hispanski mekani sir, i druge specijalitete od sira.
Efekti niske frekvencije, ultrazvuk visokog inteziteta na mlijeko u proizvodnji sira uključuju povećanje čvrstoće gela i tvrdoće gela, ubrzanje formiranja gela, povećanje specifične površine, smanjenje skutne čvrstoće, malu, pa čak i raspodjelu veličine čestica debelih globula kao i veći kapacitet držanja vode.
Ultrazvučno povećana homogenost i parnije distribucija globula mliječne masti poboljšava i kvalitet sira. Na primjer, kovrdžava svojstva kozjeg mlijeka sa reninom pokazala su nakon 10 min ultrasonication gušnju gel ukrštenu mrežu, što je rezultiralo homogenijom mikrostrukturom s obilnim porama. Uočljivo je da su ove pore bile znatno manje od onih u mliječnoj skuti bez sonikacije. To sugerira da kovrdže kozjeg mlijeka tretiranog ultrazvukom snage pokazuje veću čvrstoću, registrujući vrijednosti G'maxa (maksimalnu vrijednost za modul skladištenja) veću od 100 Pa, čak i veću od onih prijavljenih u kravljem mlijeku. Sličan efekat je uočljiv u priljepanosti (jačina unutrašnjih veza uzorka). Dakle, može se pretpostaviti da ultrazvuk visokog inteziteta promiče snažne interakcije između komponenti mlijeka, poboljšava svojstva postavljanja. (cf. Carrillo-Lopez et al. 2021)

Ultrazvučni efekti na proizvodnju raznih sireva

Efekti ultrazvuka visokog inteziteta na tokom prerade i proizvodnje sira intenzivno su proučavani.
Povećan prinos sira: Sonikacija svježeg sirovog mlijeka sa ultrasonikatorom UP400S tokom proizvodnje panela sira, rezultirala je povećanim prinosom sira (%), uprkos povećanju eksudata. Žuti tonovi i bojanje u siru promovira HIU u 10 min. Ali ne L*, a*, niti C* koordinate boja su pogođene. pH se povećao sa 6,6 na 6,74 nakon 5 min ultrazvuka, ali smanjen na 10 min. (cf. Carrillo-Lopez et al., 2020)
Poboljšana tekstura sira: U vezi sa studijama koje su izvršene na siru, Bermúdez-Aguirre i Barbosa-Cánovas su izvijestili da je svježi sir dobiven od mlijeka liječenog termosonikacijama (koristeći Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) je bio mekaniji i krhkiji od sira iz kontrolnog mlijeka (bez termosonikacije). Te karakteristike rezultirale su lakšim drobilom sira, što je poželjna osobina svježeg sira. Ovi autori su to ponašanje objasnili naznačajući da je mikrostrukturom termo soniciranog mliječnog sira predstavljena homogenija struktura u odnosu na nesonikirani mliječni sir. Štaviše, oni su navještali da je termosonikacija poboljšala homogenizaciju proteina i masti i povećala retenciju molekula vode u matrici. Dakle, može se pretpostaviti da HIU promiče snažne interakcije između komponenti mlijeka, poboljšava svojstva postavljanja.

Influence of Ultrasonics on Dairy: Viscosity & Reologija, Homogenost, Mikrobiološka aktivnost

Mliječni proizvodi su proizvodi od životinjskog mlijeka, kao npr. kravlje, ovce, kozje, bizonsko, konjsko ili devino mlijeko. Nakon berbe mlijeko se može prerađivati na razne proizvode, kao što su homogenizirano i obrano mlijeko, jogurt, vrhnje, maslac, sir, siruta, kazin ili mlijeko u prahu. Kravlje mlijeko je najvažnija sirovina za mliječnu industriju sa svjetskom proizvodnjom od 542.069.000 tona/godinu. [Gerosa et al. 2012]
Sirutka (mliječni serum) je nuproizvod proizvodnje sira ili caseina. Sastoji se uglavnom od globinstagera α-laktalbumina (~65%), β-laktoglobulina (~25%), kao i malih količina seruma albumina (~8%) i imunoglobina. Proteini sisuke su globularni proteini koji se mogu izvući iz siruske.
Mlijeko u prahu se obrađuje sprej-sušilicama kako bi se osušilo i isparilo mlijeko u pogledu dobijanja čistog suhog mlijeka u prahu. Zbog izuzetno velike potrošnje energije sušilica spreja, visoka čvrsta koncentracija tekućine je važna za optimizirati efikasnost procesa.

"Uzorci svježeg skim mlijeka, rekonstituirani micellarni kazin, i kazinski prah su sonicirani na 20kHz kako bi se istražio učinak ultrasonikacije. Za svježe obrano mlijeko prosječna veličina preostalih debelih globula smanjena je za otprilike 10nm nakon 60min sonication; međutim , određena je velicina micela kacina nepromjenjena . U prvih nekoliko minuta sonikacije došlo je i do malog povećanja rastvorenih proteina siritine i odgovarajućeg pada viskoznosti, što bi se moglo pripisati prekidu proteinskih agregata kazein-sirka. U ultracentrifugiranim uzorcima skim mlijeka soniciranima do 60min nisu mogle biti otkrivene mjesečne promjene slobodnog sadržaja caseina. Malo, privremeno sniženje pH rezultiralo je sonikacijama; međutim , nije uocena nikakva izmjerena promjena koncentracije rastvorljivog kalcija . Stoga su micele kazeina u svježem obranom mlijeku bile stabilne tijekom izlaganja ultrasonicationu. Slični rezultati dobiveni su za rekonstituirani micelarni kazin, dok su veće promjene viskoznosti uoćene kao povećanje sadržaja proteina sirice. Kontrolirana primjena ultrazvuka može se korisno primijeniti na obrnutu procesno izazvanu agregaciju proteina bez utjecaja na domorodački stanje micela kazeina." [Chandrapala et al. 2012]

Efekti ultrazvuka visokog inteziteta na hranjive tvari mlijeka i mikrobnu stabilnost

Razavi i Kenari (2020) istraživali su uticaj ultrazvuka visokog inteziteta u kombinaciji sa blagim procesom obrade toplote za deaktivaciju mikroba i enzima koji vode do kvarenja i degradacije sigurnosti u hrani. Cilj njihove studije bio je ocijeniti učinak ultrazvučnog procesa kao alternativu za visokotemperaturni toplotni proces na mikrobnom broju, oksidaciju lipida kao kvalitativni parametar i vitamine kao nutricionističke karakteristike mlijeka. Rezultati su pokazali da je ultrazvuk uspio smanjiti mikrobno teret mlijeka i da je napravio manje promjena u vitaminima nego mlijeko tretirano konvencionalnim toplinskim tretmanom. U tom smislu, sonikacija pomoću ultrazvučne sonde je bila superiorna i najučinkovitija pri 75% intezitetu. Upotreba ultrazvučnog tipa sonde pri 55°C i 75% inteziteta 10 minuta preporučuje se kao ne-destruktivni proces za pastenizaciju mlijeka.

Ultrazvučni homogenizatori visokih performansi za proizvodnju sira

Hielscher Ultrasonics je dugo iskusan u primjeni ultrazvuka snage u hrani & industriju napojnice kao i mnoge druge industrijske grane. Naši ultrazvučni procesori opremljeni su lako za čišćenje (čist-na mjestu CIP / sterilizirajte-na mjestu SIP) sonotrodama i protokom-ćelijama (mokarim dijelovima). Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitute. Amplitute do 200μm mogu se lako kontinuirano pokrenuti u 24/7 operaciji. Visoke amplitude su važne za inaktivaciju otpornih mikroba (npr. gram-pozitivne bakterije). Za još više amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Svi sonotrodi i ultrazvučni reaktori ćelija protoka mogu se upravljati pod povišenim temperaturama i pritiscima, što omogućava pouzdanu termo-mano-sonikaciju i vrlo efektivnu pasterizaciju.
Vrhunska tehnologija, visoke performanse i sofisticirani softver čine Hielscher Ultrasonics’ pouzdani konji na poslu u vašoj liniji za pastenizaciju hrane. Sa malim otiskom stopala i svestranim opcijama instalacije, Hielscher ultrasonicators se može lako integrirati ili retro-ugrađivanje u postojeće proizvodne linije.
Molimo vas da nas kontaktirate da saznamo više o karakteristikama i mogućnostima naših ultrazvučnih sistema homogenizacije. Bilo bi nam drago da razgovaramo o vašoj prijavi za sir sa vama!

Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators: