Výroba různých druhů sýrů, jako jsou tvrdé sýry, měkké sýry a tvaroh, vyrobené z různých druhů mléka (např. kráva, koza, ovce, buvolí mléko atd.), lze účinně zlepšit sonikací. Aplikace ultrazvuku s vysokou intenzitou urychluje homogenizaci, fermentaci a zrání, zlepšuje mikrobiální stabilitu a vykazuje pozitivní účinky na hodnotu živin a strukturu.

Ultrazvuk s vysokou intenzitou zlepšuje produkci sýrů

Ultrazvukové zpracování potravin je dobře zavedená technologie pro zlepšení homogenizace a fermentace mléka při výrobě sýrů. Kromě toho ultrazvuku v kombinaci s mírným tepelným zpracováním – známý jako termosonikace – se používá jako alternativa k tradiční pasterizaci na bázi tepla, čímž zabraňuje živinám, jako jsou vitamíny, aminokyseliny a tuky proti tepelnému rozkladu. Výroba sýrů pomocí mléka nebo syrovátky může být výrazně zesílena a zlepšena aplikací ultrazvuku s vysokou intenzitou a nízkou frekvencí.

Ultrazvuku bylo úspěšně aplikováno na procesy výroby sýrů ze skotu / kravského mléka, ovčího mléka, buvolího mléka, kozího mléka, velbloudího mléka a koňského mléka.
Ultrazvukem propagovaná výroba sýrů může být použita pro různé druhy sýrů, včetně sýra čedar, sýru feta, smetanového sýra, tvarohu, mexického sýra panela, hispánského měkkého sýra a dalších sýrových specialit.
Účinky nízkofrekvenčního ultrazvuku s vysokou intenzitou na mléko při výrobě sýrů zahrnují zvýšení pevnosti gelu a tvrdosti gelu, zrychlení tvorby gelu, zvýšení specifické plochy povrchu, snížení pevnosti tvarohu, malé a rovnoměrné rozložení velikosti částic tukových globulí a také větší schopnost zadržování vody.
Ultrazvukem zvýšená homogenita a rovnoměrnější distribuce kulových výložků mléčného tuku také zlepšuje kvalitu sýra. Například vlastnosti tvarohu kozího mléka s reninem ukázaly po 10 minutách ultrazvuku hustší gelovou křížovou síť, což vedlo k homogenní mikrostrukturě s bohatými póry. Je pozoruhodné, že tyto póry byly výrazně menší než póry v mléčném tvarohu bez použití ultrazvuku. To naznačuje, že tvaroh kozího mléka ošetřený výkonovým ultrazvukem vykazuje větší pevnost a registruje hodnoty G'max (maximální hodnota pro modul skladování) vyšší než 100 Pa, dokonce vyšší než hodnoty hlášené v kravském mléce. Podobný účinek byl pozorován u přilnavosti (pevnost vnitřních vazeb vzorku). Proto lze předpokládat, že ultrazvuk s vysokou intenzitou podporuje silné interakce mezi složkami mléka a zlepšuje vlastnosti nastavení. (viz Carrillo-Lopez et al. 2021)

Ultrazvukové účinky na výrobu různých sýrů

Účinky ultrazvuku s vysokou intenzitou během zpracování mléka a výroby sýrů byly intenzivně studovány.
Zvýšený výtěžek sýra: Použití ultrazvuku čerstvého syrového mléka ultrasonicator UP400S během výroby sýra panela vedlo ke zvýšení výtěžnosti sýra (%), navzdory zvýšení exsudátu. Žluté tóny a zbarvení v sýru podporuje HIU ve 10 min. Ale nejsou ovlivněny barevné souřadnice L*, a*, ani C*. pH zvýšeno z 6,6 na 6,74 po 5 minutách ultrazvuku, ale sníženo na 10 min. (srov. Carrillo-Lopez et al., 2020)
Vylepšená textura sýra: Pokud jde o studie provedené na sýrech, Bermúdez-Aguirre a Barbosa-Cánovas uvedly, že čerstvý sýr získaný z mléka ošetřeného termosonikou (pomocí Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) byl měkčí a křehčí než sýr z kontrolního mléka (bez termosonikace). Tyto vlastnosti vedly k snadnějšímu rozpadu sýra, což je žádoucí atribut čerstvého sýra. Tito autoři vysvětlili toto chování tím, že mikrostruktura termo-sonikovaného mléčného sýra představovala homogenní strukturu ve srovnání s nesonovaným mléčným sýrem. Kromě toho poznamenali, že termosonication zlepšila homogenizaci bílkovin a tuku a zvýšenou retenci molekul vody v matrici. Proto lze předpokládat, že HIU podporuje silné interakce mezi složkami mléka a zlepšuje vlastnosti nastavení.

Vliv ultrazvuku na mléčné výrobky: Viskozita & Reologie, homogenita, mikrobiální aktivita

Mléčné výrobky jsou produkty živočišného mléka, jako je např. kravské, ovčí, kozí, buvolí, koňské nebo velbloudí mléko. Po sklizni může být mléko zpracováno na různé produkty, jako je homogenizované a odstředěné mléko, jogurt, smetana, máslo, sýr, syrovátka, kufřík nebo sušené mléko. Kravské mléko je nejdůležitější surovinou pro mlékárenský průmysl s celosvětovou produkcí 542 069 000 tun ročně. [Gerosa a kol. 2012]
Syrovátka (mléčné sérum) je pod produktem výroby sýrů nebo kufříků. Skládá se hlavně z globinstagerů α-laktalbumin (~65%), β-laktoglobulin (~25%), stejně jako malé množství sérového albuminu (~8%) a imunoglobiny. Syrovátkové bílkoviny jsou kulové bílkoviny, které lze extrahovat ze syrovátky.
Sušené mléko se zpracovává postřikovači, aby se vysušilo a vypařilo mléko, aby se získalo čisté sušené suché mléko. Vzhledem k extrémně vysoké spotřebě energie postřikovačů je pro optimalizaci účinnosti procesu důležitá vysoká koncentrace kapaliny.

"Vzorky čerstvého odstředěného mléka, rekonstituovaného micelárního caseinu a sušeného kachlíku byly sonikovány na 20kHz, aby se prozkoumal účinek ultrazvuku. U čerstvého odstředěného mléka byla průměrná velikost zbývajících tukových globulí snížena přibližně o 10nm po 60 minutách použití ultrazvuku; velikost micely kachňátků však byla stanovena jako nezměněná. Během prvních několika minut použití ultrazvuku došlo také k malému zvýšení rozpustného syrovátkového proteinu a odpovídajícímu poklesu viskozity, což lze připsat rozpadu agregátů proteinů casein-whey. V ultracentrifuged odebraných vzorcích odstředěného mléka sonikovaných po dobu až 60 minut nebyly zjištěny žádné měřitelné změny obsahu volného případinu. Malé dočasné snížení pH bylo důsledkem použití ultrazvuku; nebyla však pozorována žádná měřitelná změna rozpustné koncentrace vápníku. Proto byly buňky kachlíku v čerstvém odstředěném mléce stabilní během expozice ultrazvuku. Podobné výsledky byly získány u rekonstituovaného micelárního kašeinu, zatímco při zvýšení obsahu syrovátkových bílkovin byly pozorovány větší změny viskozity. Kontrolovaná aplikace ultrazvuku může být užitečně aplikována na reverzní procesem indukovanou agregaci bílkovin, aniž by to ovlivnilo nativní stav micelek případinu." [Čandrapala a kol. 2012]

Účinky ultrazvuku s vysokou intenzitou na mléčné živiny a mikrobiální stabilitu

Razavi a Kenari (2020) zkoumali vliv ultrazvuku s vysokou intenzitou v kombinaci s mírným procesem tepelného zpracování k deaktivaci mikrobů a enzymů vedoucích ke zkažení a zhoršení bezpečnosti v potravinách. Cílem jejich studie bylo vyhodnotit vliv ultrazvukového procesu jako alternativy pro vysokoteplotní tepelný proces na mikrobiální počet, oxidaci lipidů jako kvalitativní parametr a vitamíny jako nutriční vlastnosti mléka. Výsledky ukázaly, že ultrazvuk byl schopen snížit mikrobiální zatížení mléka a provedl méně změn vitamínů než mléko ošetřené konvenčním tepelným ošetřením. V tomto ohledu bylo zjištěno, že použití ultrazvukové sondy je vynikající a nejúčinnější při intenzitě 75%. Použití typu ultrazvukové sondy při teplotě 55 °C a intenzitě 75% po dobu 10 minut se doporučuje jako nedestruktivní proces pasterizace mléka.

Vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro výrobu sýrů

Hielscher Ultrazvuk je dlouholetý zkušenosti s aplikací výkonového ultrazvuku v potravinách & nápojového průmyslu a mnoha dalších průmyslových odvětví. Naše ultrazvukové procesory jsou vybaveny snadno čistitelnými (čistými CIP / sterilizovat na místě SIP) sorody a průtokovými buňkami (mokré části). Hielscher Ultrazvuk’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v nepřetržitém provozu. Vysoké amplitudy jsou důležité pro inaktivaci odolnějších mikrobů (např. grampozitivních bakterií). Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonárody. Všechny sonotrody a ultrazvukové průtokové buněčné reaktory mohou být provozovány při zvýšených teplotách a tlacích, což umožňuje spolehlivou termo-manosonikaci a vysoce účinnou pasterizaci.
Nejmodernější technologie, vysoce výkonný a sofistikovaný software dělají Hielscher Ultrasonics’ spolehlivých pracovních koní ve vaší linii pasterizace potravin. S malým půdorysem a všestrannými možnostmi instalace mohou být ultrasonicators Hielscher snadno integrovány nebo dodatečně namontovány do stávajících výrobních linek.
Kontaktujte nás, abyste se dozvěděli více o vlastnostech a schopnostech našich ultrazvukových homogenizačních systémů. Rádi s vámi probereme vaši aplikaci sýra!

Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators: