Ultrahelitöötlusega saab tõhusalt parandada mitmesuguste juustutüüpide, näiteks kõvade juustude, pehmete juustude ja kohupiima tootmist, mis on valmistatud erinevatest piimaliikidest (nt lehm, kits, lammas, pühvel, kaamelipiim jne). Suure intensiivsusega ultraheli rakendamine kiirendab homogeniseerimist, kääritamist ja valmimist, parandab mikroobide stabiilsust ja näitab positiivset mõju toitainete väärtusele ja tekstuurile.

Kõrge intensiivsusega ultraheli parandab juustu tootmist

Ultraheli toiduainete töötlemine on väljakujunenud tehnoloogia piima homogeniseerimise ja kääritamise parandamiseks juustu tootmisel. Lisaks sellele ultrahelitöötlus koos kerge kuumtöötlusega – tuntud kui termo-ultrahelitöötlus – kasutatakse alternatiivina traditsioonilisele soojuspõhisele pastöriseerimisele, vältides seeläbi toitaineid, nagu vitamiinid, aminohapped ja rasvad, termilise lagunemise vastu. Juustu tootmist piima või vadaku abil saab oluliselt intensiivistada ja parandada kõrge intensiivsusega, madala sagedusega ultraheli abil.

Ultraheli on edukalt rakendatud juustu tootmisprotsessidele veise- ja lehmapiimast, lambapiimast, pühvlipiimast, kitsepiimast, kaamelipiimast ja hobusepiimast.
Ultraheli reklaamitud juustutootmist saab kasutada erinevate juustutüüpide jaoks, sealhulgas cheddari juust, fetajuust, kreemjuust, kohupiimajuust, Mehhiko panela juust, hispaanlaste pehme juust ja muud juustu eripakkumised.
Madala sagedusega, suure intensiivsusega ultraheli mõju piimale juustu tootmisel hõlmab geeli tugevuse ja geeli kõvaduse suurenemist, geeli moodustumise kiirendamist, konkreetse pindala suurenemist, kohupiima tugevuse vähendamist, rasvaglobulite väikest ja ühtlast osakeste suuruse jaotust ning suuremat veemahutavust.
Ultraheliga suurenenud homogeensus ja piimarasva globulide ühtlasem jaotumine parandab ka juustu kvaliteeti. Näiteks näitasid kitsepiima kohupiima omadused reniiniga pärast 10 min ultraheliuuringut tihedamat geeli ristlinkitud võrku, mille tulemuseks oli homogeensem mikrostruktuur, millel on rikkalikud poorid. Tähelepanuväärne on see, et need poorid olid oluliselt väiksemad kui piimakohupiimas ilma ultrahelitöötluseta. See viitab sellele, et võimsuse ultraheliga töödeldud kitsepiima kohupiim näitab suuremat tugevust, registreerides G'max (säilitusmodulaatori maksimaalne väärtus) väärtused üle 100 Pa, isegi kõrgemad kui lehmapiimas. Sarnast toimet täheldati kleepuvuses (proovi sisemiste sidemete tugevus). Seega võib eeldada, et kõrge intensiivsusega ultraheli soodustab tugevat koostoimet piima komponentide vahel, parandades seadistusomadusi. (vrd Carrillo-Lopez et al. 2021)

Ultraheli mõju erinevate juustude tootmisele

Kõrge intensiivsusega ultraheli mõju piimatöötlemise ja juustu tootmise ajal on intensiivselt uuritud.
Suurenenud juustu saagikus: Värske toorpiima ultrahelitöötlus ultrasonikaatoriga UP400S panela juustu tootmise ajal tõi kaasa juustu saagikuse suurenemise (%), hoolimata eksudaadi suurenemisest. Kollaseid toone ja värvimist juustus soodustab HIU 10 min. Kuid see ei mõjuta L*, a* ega C* värvikoordinaate. pH suurenes 6,6-lt 6,74-le pärast 5 min ultraheliuuringut, kuid vähenes 10 min. juures (vrd Carrillo-Lopez et al., 2020)
Täiustatud juustu tekstuur: Juustuga tehtud uuringute kohta teatasid Bermúdez-Aguirre ja Barbosa-Cánovas, et värske juust, mis on saadud termosonikaga töödeldud piimast (kasutades Hielscherit UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) oli pehmem ja rabedam kui kontrollpiimast saadud juust (ilma termosonatsioonita). Nende omaduste tulemuseks oli lihtsam juust mureneda, mis on värske juustu soovitav omadus. Need autorid selgitasid seda käitumist, märkides, et termosoneeritud piimajuustu mikrostruktuur kujutas endast homogeensemat struktuuri võrreldes sonicated piimajuustuga. Lisaks märkisid nad, et termosoneerimine parandas valkude ja rasva homogeniseerimist ning veemolekulide suuremat säilitamist maatriksis. Seega võib eeldada, et HIU soodustab tugevat koostoimet piima komponentide vahel, parandades seadistusomadusi.

Ultraheli mõju piimatoodetele: viskoossus & Reoloogia, Homogeensus, Mikroobne aktiivsus

Piimatooted on saadud loomsest piimast, näiteks lehma-, lamba-, kitse-, pühvli-, hobuse- või kaamelipiimast. Pärast koristamist võib piima töödelda erinevateks toodeteks, nagu homogeniseeritud ja lõss, jogurt, koor, või, juust, vadak, kaseiin või piimapulber. Lehmapiim on piimatööstuse jaoks kõige olulisem tooraine, mille ülemaailmne toodang on 542 069 000 tonni aastas. [Gerosa et al. 2012]
Vadak (piimaseerum) on juustu või kaseiini tootmise kõrvalsaadus. Koosneb peamiselt globiinistageerijatest α-laktalbumiinist (~65%), β-laktoglobuliinist (~25%), samuti väikestest kogustest seerumi albumiinist (~8%) immunoglobiinid. Vadakuvalgud on globulaarsed valgud, mida saab vadakust ekstraheerida.
Piimapulbrit töödeldakse pihustuskuivatite abil piima kuivatamiseks ja aurustamiseks, et saada puhas kuiv piimapulber. Pihustuskuivatite äärmiselt suure energiatarbimise tõttu on protsessi tõhususe optimeerimiseks oluline vedeliku kõrge tahke kontsentratsioon.

"Värske kooritud piima, taastatud micellar kaseiini ja kaseiinipulbri proove sonicated 20kHz juures, et uurida ultraheliuuringu mõju. Värske kooritud piima puhul vähendati ülejäänud rasvaglobulite keskmist suurust umbes 10nm pärast 60min ultrahelitöötlust; siiski määrati kindlaks, et kaseiini micelles'i suurus ei muutu. Lahustuva vadakuvalgu väike suurenemine ja vastav viskoossuse vähenemine toimusid ka ultrahelitöötluse esimestel minutitel, mis võib olla tingitud kaseiini-vadakuvalgu agregaatide lagunemisest. Kuni 60 minuti jooksul ultraheliga soniced ultraviolettpiima proovides ei olnud võimalik avastada mõõdetavaid muutusi vaba kaseiinisisalduses. Väike, ajutine pH vähenemine tulenes ultrahelitöötlusest; lahustuva kaltsiumi kontsentratsiooni mõõdetavat muutust siiski ei täheldatud. Seetõttu olid kaseiini micelles värskes kooritud piimas ultraheliga kokkupuute ajal stabiilsed. Samasugused tulemused saadi ka taastatud micellar kaseiini kohta, samas kui vadakuvalgu sisalduse suurenemisel täheldati suuremaid viskoossuse muutusi. Ultraheli kontrollitud kasutamist saab kasulikult rakendada protsessist tingitud valkude agregatsiooni ümberpööramiseks, mõjutamata kaseiini micelles'i kohalikku seisundit." [Chandrapala et al. 2012]

Suure intensiivsusega ultraheli mõju piima toitainetele ja mikroobide stabiilsusele

Razavi ja Kenari (2020) uurisid kõrge intensiivsusega ultraheli mõju kerge kuumtöötlusprotsessiga, et deaktiveerida mikroobid ja ensüümid, mis põhjustavad toidu ohutuse riknemist ja lagunemist. Nende uuringu eesmärk oli hinnata ultraheli protsessi mõju alternatiivina kõrgetemperatuurilise soojusprotsessi jaoks mikroobide arvule, lipiidide oksüdatsiooni kui kvalitatiivset parameetrit ja vitamiine piima toiteväärtusena. Tulemused näitasid, et ultraheli on suutnud vähendada piima mikroobset koormust ja see tegi vitamiinides vähem muutusi kui tavapärase kuumtöötlusega töödeldud piim. Sellega seoses leiti, et ultraheliuuringut kasutav ultrahelitöötlus on parem ja kõige tõhusam 75% intensiivsusega. Piima pastöriseerimise mittepurustava protsessina soovitatakse kasutada ultrahelisondi tüüpi 55 °C juures ja 75% intensiivsust 10 minuti jooksul.

Suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorid juustu tootmiseks

Hielscher Ultrasonics on pikaajaline kasutamise võimsus ultraheli toidus & samuti paljud teised tööstusharud. Meie ultraheli protsessorid on varustatud kergesti puhastatava (puhas-in-place CIP / steriliseerida-in-place SIP) sonotrodes ja voolu-rakud (märjad osad). Hielscher ultraheli’ tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeamplituudi. Amplituude kuni 200 μm saab kergesti pidevalt käivitada 24 / 7 operatsiooni. Kõrge amplituudon oluline inaktiveerida resistentsemaid mikroobe (nt grampositiivsed bakterid). Isegi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Kõiki sonotroode ja ultraheli vooluraku reaktoreid saab kasutada kõrgendatud temperatuuri de ja rõhu all, mis võimaldab usaldusväärset termo-mano-ultrahelitöötlust ja väga tõhusat pastöriseerimist.
State-of-the-art tehnoloogia, suure jõudlusega ja keerukas tarkvara teha Hielscher Ultrasonics’ usaldusväärseid tööhobuseid teie toidu pastöriseerimise liinil. Väikese jalajälje ja mitmekülgsete paigaldusvõimalustega saab Hielscherultrasonicators kergesti integreerida või paigaldada olemasolevatesse tootmisliinidesse.
Palun võtke meiega ühendust, et saada lisateavet meie ultraheli homogeniseerimissüsteemide omaduste ja võimekuse kohta. Meil oleks hea meel teiega teie juustutaotlust arutada!

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest: