Parem juustutootmine võimsa ultraheli abil

Erinevate juustuliikide, näiteks kõvade juustude, pehmete juustude ja kohupiima tootmist erinevatest piimaliikidest (nt lehma-, kitse-, lamba-, pühvli-, kaameli- jt piimast) saab sonikeerimisega tõhusalt parandada. Suure intensiivsusega ultraheli kasutamine kiirendab homogeniseerimist, kääritamist ja valmimist, parandab mikrobioloogilist stabiilsust ning avaldab positiivset mõju toiteväärtusele ja tekstuurile.

Suure intensiivsusega ultraheli parandab juustutootmist

Ultraheli toidutöötlus on hästi väljakujunenud tehnoloogia piima homogeniseerimise ja kääritamise parandamiseks juustutootmises. Lisaks kasutatakse sonikeerimist koos kerge kuumtöötlusega – tuntud kui termosonikeerimine – traditsioonilise kuumutamisel põhineva pasteeriumi alternatiivina, mis hoiab ära toitainete, näiteks vitamiinide, aminohapete ja rasvade termilise lagunemise. Piima või vadakut kasutavat juustutootmist saab suure intensiivsusega madalsagedusliku ultraheli abil oluliselt intensiivistada ja parandada.

Suure intensiivsusega ultraheli mõju piima ja kohupiima struktuurile juustutootmises

Ultraheli töötlust on edukalt rakendatud juustutootmisprotsessides, kasutades veise- (lehma-), lamba-, pühvli-, kitse-, kaameli- ja hobusepiima.
Ultraheliga edendatud juustutootmist saab kasutada paljude juustusortide puhul, sealhulgas cheddari juust, feta juust, toorjuust, kohupiimajuust, Mehhiko panela juust, Hispaania päritolu pehme juust ja muud eriliigid.
Madalsagedusliku, suure intensiivsusega ultraheli mõjude hulka piimale juustutootmise ajal kuuluvad geeli tugevuse ja geeli kõvaduse suurenemine, kiirem geeli moodustumine, suurem eripind, väiksem kohupiima kõvadus, rasvakerakeste väiksem ja ühtlasem osakeste suurusjaotus ning parem veesidumisvõime.
Ultraheli esilekutsutud homogeensuse paranemine ja piimarasvakerakeste ühtlasem jaotumine parandavad juustu kvaliteeti veelgi. Näiteks kitsepiima uurimused, kus piim oli rennini abil kalgendatud, näitasid, et pärast 10-minutilist ultraheli töötlust oli tekkinud geelil tihedam, ristsidestatud võrgustruktuur. See andis homogeensema mikrostruktuuri rohkete pooridega, mis olid märkimisväärselt väiksemad kui sonikeerimata piima kohupiimas täheldatud poorid.
Need struktuurierinevused viitavad sellele, et võimsa ultraheliga töödeldud kitsepiima kohupiim on kõvem, G’max väärtused (maksimaalne salvestusmoodul) ületavad 100 Pa – väärtused on isegi kõrgemad kui lehmapiima puhul teatatud väärtused. Sarnast paranemist täheldati nakkuvuses (proovisisese sisemiste sidemete tugevus). Üldiselt viitavad need tulemused sellele, et suure intensiivsusega ultraheli soodustab tugevamat vastastikmõju piima komponentide vahel, parandades seeläbi piima kalgendumisomadusi juustutootmise ajal (vt Carrillo-Lopez et al., 2021).

Sonikeerimine soodustab ka piima kalgendamist. Loe lisaks!

Ultraheli mõju juustude tootmisele

Suure intensiivsusega ultraheli mõju piimatöötlusele ja juustutootmisele on põhjalikult uuritud.
Suurem juustu saagis: Värske toorpiima sonikeerimine ultrahelitöötlejaga UP400S panela juustu tootmise ajal tõi kaasa suurema juustu saagise (%), vaatamata nõrgvedeliku hulga suurenemisele. HIU soodustab juustu kollaseid toone ja värvust 10 minuti juures. Kuid L*, a* ega C* värvikoordinaadid ei muutu. pH tõusis 5 minuti pikkuse ultraheli töötluse järel väärtuselt 6,6 väärtusele 6,74, kuid langes 10 minuti juures. (vt Carrillo-Lopez et al., 2020)
Parem juustu tekstuur: Juustuga tehtud uuringute kohta teatasid Bermúdez-Aguirre ja Barbosa-Cánovas, et termosonikeerimisega töödeldud piimast saadud värske juust (kasutades seadet Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) oli pehmem ja hapram kui kontrollpiimast (ilma termosonikeerimiseta) valmistatud juust. Need omadused muutsid juustu hõlpsamini murenevaks, mis on värske juustu soovitav omadus. Autorid selgitasid seda käitumist sellega, et termosonikeeritud piimast valmistatud juustu mikrostruktuur oli homogeensem kui sonikeerimata piimast valmistatud juustu mikrostruktuur. Lisaks märkisid nad, et termosonikeerimine parandas valkude ja rasva homogeniseerimist ning suurendas veemolekulide sidumist maatriksis. Seega võib eeldada, et HIU soodustab piima komponentide vahelisi tugevaid koostoimeid, parandades tarretumisomadusi.

Ultraheli mõju piimatoodetele: viskoossus ja reoloogia, homogeensus, mikroobne aktiivsus

Piimatooteid valmistatakse loomapiimast, näiteks lehma-, lamba-, kitse-, pühvli-, hobuse- või kaamelipiimast. Pärast lüpsi saab piima töödelda mitmesugusteks toodeteks, nagu homogeniseeritud ja kooritud piim, jogurt, koor, või, juust, vadak, kaseiin või piimapulber. Lehmapiim on piimatööstuse kõige olulisem tooraine, mille ülemaailmne toodang on 542 069 000 tonni aastas.[Gerosa et al. 2012]
Vadak (piimaseerum) on juustu- või kaseiinitootmise kõrvalsaadus. See koosneb peamiselt globinstagers α-laktalbumiinist (~65%), β-laktoglobuliinist (~25%) ning väikestest kogustest seerumalbumiinist (~8%) ja immunoglobuliinidest. Vadakuvalgud on globulaarsed valgud, mida saab vadakust eraldada.
Piimapulbrit toodetakse pihustuskuivatites, milles piim kuivatatakse ja aurustatakse puhta kuiva piimapulbri saamiseks. Pihustuskuivatite äärmiselt suure energiatarbimise tõttu on protsessi efektiivsuse optimeerimiseks oluline vedeliku kõrge kuivainesisaldus.

“Värske lõssi, taastatud mitsellaarse kaseiini ja kaseiinipulbri proove sonikeeriti sagedusel 20kHz, et uurida ultraheli töötluse mõju. Värske lõssi puhul vähenes allesjäänud rasvakerakeste keskmine suurus pärast 60min sonikeerimist ligikaudu 10nm võrra; kaseiinimitsellide suuruse puhul aga leiti, et see jäi muutumatuks. Lahustuva vadakuvalgu väike suurenemine ja sellele vastav viskoossuse langus toimusid samuti sonikeerimise esimeste minutite jooksul, mida võib seostada kaseiini-vadakuvalgu agregaatide lagunemisega. Kuni 60min sonikeeritud ultratsentrifuugitud lõsiproovides ei tuvastatud vaba kaseiini sisalduses mõõdetavaid muutusi. Sonikeerimise tulemusel tekkis pH väike ajutine langus; lahustuva kaltsiumi kontsentratsioonis ei täheldatud aga mõõdetavat muutust. Seega olid kaseiinimitsellid värskes lõssis ultraheli toime ajal stabiilsed. Sarnaseid tulemusi saadi taastatud mitsellaarse kaseiiniga, samas kui suuremaid viskoossuse muutusi täheldati vadakuvalgu sisalduse suurenedes. Ultraheli kontrollitud rakendamist saab kasulikult kasutada protsessist tingitud valkude agregatsiooni tagasipööramiseks, mõjutamata kaseiinimitsellide natiivset olekut.” [Chandrapala et al. 2012]

Kõrge intensiivsusega ultraheli mõju piima toitainetele ja mikroobsele stabiilsusele

Razavi ja Kenari (2020) uurisid kõrge intensiivsusega ultraheli mõju koos leige kuumtöötlusprotsessiga, et inaktiveerida mikroobid ja ensüümid, mis põhjustavad toidu riknemist ja ohutuse halvenemist. Nende uuringu eesmärk oli hinnata ultraheliprotsessi mõju kõrgtemperatuurse kuumtöötluse alternatiivina piima mikroobide arvukusele, lipiidide oksüdeerumisele kui kvalitatiivsele parameetrile ja vitamiinidele kui toitumuslikele omadustele. Tulemused näitasid, et ultraheli on suutnud vähendada piima mikroobikoormust ning see põhjustas vitamiinides vähem muutusi kui tavapärase kuumtöötlusega töödeldud piim. Selles osas osutus ultraheli sondiga sonikeerimine paremaks ja kõige tõhusamaks 75% intensiivsuse juures. Ultraheli sondi kasutamist temperatuuril 55 °C ja 75% intensiivsusel 10 minuti jooksul soovitatakse mittehävitava protsessina piima pastöriseerimiseks.

Suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorid juustutootmiseks

Hielscher Ultrasonicsil on pikaajaline kogemus võimsa ultraheli rakendamisel toidu- ja joogitööstuses ning paljudes teistes tööstusharudes. Meie ultraheliprotsessorid on varustatud kergesti puhastatavate (kohapeal puhastatavad CIP / kohapeal steriliseeritavad SIP) sonotroodide ja läbivoolukambritega (märjad osad). Hielscher Ultrasonicsi tööstuslikud ultraheliprotsessorid suudavad tagada väga suuri amplituude. Amplituude kuni 200 µm saab hõlpsasti pidevalt kasutada ööpäevaringses 24/7 töörežiimis. Suured amplituudid on olulised vastupidavamate mikroobide (nt grampositiivsed bakterid) inaktiveerimiseks. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Kõiki sonotroode ja ultraheli läbivoolukamber-reaktoreid saab kasutada kõrgendatud temperatuuridel ja rõhkudel, mis võimaldab usaldusväärset termo-mano-sonikeerimist ja väga tõhusat pastöriseerimist.
Uusim tehnoloogia, kõrge jõudlus ja keerukas tarkvara muudavad Hielscher Ultrasonicsi töökindlateks tööhobusteks teie toidu pastöriseerimisliinil. Väikese põhipinna ja mitmekülgsete paigaldusvõimalustega Hielscheri ultrahelitöötlusseadmed on hõlpsasti integreeritavad või järelpaigaldatavad olemasolevatesse tootmisliinidesse.
Palun võtke meiega nüüd ühendust, et saada lisateavet meie ultraheli homogeniseerimissüsteemide omaduste ja võimekuse kohta. Arutame heameelega teiega teie juusturakendust!

Allolev tabel annab ülevaate meie ultraheliseadmete ligikaudsest töötlemisvõimsusest: