ייצור גבינות משופר עם אולטרסאונד חשמלי

ייצור סוגי גבינות שונים כגון גבינות קשות, גבינות רכות וגבן, העשויים מסוגי חלב שונים (למשל, פרה, עז, כבשים, תאו, חלב גמלים וכו ') ניתן לשפר ביעילות על ידי סוניקציה. היישום של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מאיץ הומוגניזציה, תסיסה והבשלה, משפר את יציבות החיידקים ומראה השפעות חיוביות על הערך והמרקם התזונתי.

אולטרסאונד בעוצמה גבוהה משפר את ייצור הגבינה

עיבוד מזון קולי הוא טכנולוגיה מבוססת היטב כדי לשפר הומוגניזציה חלב ותסיסה בייצור גבינה. יתר על כן, סוניקציה בשילוב עם טיפול בחום מתון – ידוע בשם תרמו-סוניקציה – משמש כחלופה לפסטור מסורתי מבוסס חום, ובכך מונע חומרים מזינים כגון ויטמינים, חומצות אמינו ושומנים מפני השפלה תרמית. ייצור גבינה באמצעות חלב או מי גבינה יכול להיות מוגבר באופן משמעותי ומשופר על ידי יישום של אולטרסאונד אינטנסיבי בתדר נמוך.

אולטרסוניקציה יושמה בהצלחה על תהליכי ייצור גבינה מחלב בקר? פרה, חלב כבשים, חלב תאו, חלב עיזים, חלב גמלים וחלב סוסים.
ייצור גבינות אולטרה-סאונד יכול לשמש לסוגי גבינות שונים, כולל גבינת צ'דר, גבינת פטה, גבינת שמנת, גבינת גבינה, גבינת פאנלה מקסיקנית, גבינה רכה היספנית והתמחויות גבינה אחרות.
ההשפעות של אולטרסאונד בתדר נמוך ובעוצמה גבוהה על חלב בייצור גבינה כוללות עלייה בחוזק הג'ל וקשיות הג'ל, האצת היווצרות הג'ל, עלייה בשטח הפנים הספציפי, הפחתת מוצקות הגבן, התפלגות גודל החלקיקים הקטנה ואפילו של כדוריות השומן וכן יכולת אחיזת מים גדולה יותר.
Ultrasonically increased homogeneity and more even distribution of milk fat globules improves cheese quality, too. For instance, curd properties of goat’s milk with renin showed after 10 min ultrasonication a denser gel crosslinked network, resulting in a more homogeneous microstructure with abundant pores. It is notable that these pores were significantly smaller than those in the milk curd without sonication. This suggests that the curd of goat’s milk treated with power ultrasound shows greater firmness, registering values of G’max (maximum value for the storage modulus) higher than 100 Pa, even higher than those reported in cow’s milk. Similar effect was observed in the adhesiveness (the strength of the internal bonds of the sample). Hence, it can be assumed that high-intensity ultrasound promotes strong interactions between the components of the milk, improving the setting properties. (cf. Carrillo-Lopez et al. 2021)

השפעות קוליות על ייצור גבינות שונות

ההשפעות של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה על עיבוד חלב וייצור גבינות נחקרו באופן אינטנסיבי.
תנובת גבינות מוגברת: הסוניק של חלב גולמי טרי עם האולטרה-סוניקטור UP400S במהלך ייצור גבינת פאנלה, הביא לעלייה בתפוקת הגבינה (%), למרות עלייה בהפרשה. גוונים צהובים וצבע בגבינה מקודם על ידי HIU ב 10 דקות. אך לא קואורדינטות הצבע L*, a* או C* מושפעות. ה-pH עלה מ-6.6 ל-6.74 לאחר 5 דקות של אולטרסוניקציה אך ירד לאחר 10 דקות (ראה: Carrillo-Lopez et al., 2020)
מרקם גבינה משופר: לגבי מחקרים שבוצעו על גבינה, Bermúdez-Aguirre ו Barbosa-Cánovas דיווחו כי גבינה טרייה המתקבלת חלב מטופל thermosonication (באמצעות Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 ° C, 30 דקות) היה רך ושביר יותר מאשר גבינה מחלב הבקרה (ללא thermosonication). מאפיינים אלה הביאו לגבינה קלה יותר לפירור, שהיא תכונה רצויה של גבינה טרייה. מחברים אלה הסבירו התנהגות זו בכך שציינו כי המיקרו-מבנה של גבינת חלב תרמו-סונית הציג מבנה הומוגני יותר בהשוואה לגבינת חלב לא סונית. יתר על כן, הם ציינו כי תרמוסוניקציה שיפרה הומוגניזציה של חלבונים ושומן והגדילה את שימור מולקולות המים במטריצה. לפיכך, ניתן להניח כי HIU מקדם אינטראקציות חזקות בין מרכיבי החלב, שיפור תכונות ההגדרה.

השפעת אולטרסאונד על מוצרי חלב: צמיגות & ריאולוגיה, הומוגניות, פעילות מיקרוביאלית

מוצרי חלב מיוצרים מחלב מן החי, כגון חלב פרה, כבשים, עזים, תאו, סוס או גמלים. לאחר הקציר, החלב יכול להיות מעובד למוצרים שונים, כגון חלב הומוגני דל שומן, יוגורט, שמנת, חמאה, גבינה, מי גבינה, קזאין או אבקת חלב. חלב פרה הוא חומר הגלם החשוב ביותר לתעשיית החלב עם ייצור עולמי של 542,069,000 טון בשנה. [Gerosa et al. 2012]
מי גבינה (סרום חלב) הוא תוצר לוואי של ייצור גבינה או קזאין. זה מורכב בעיקר globinstagers α-lactalbumin (~ 65%), β-lactoglobulin (~ 25%), כמו גם של כמויות קטנות של אלבומין בסרום (~ 8%) ואימונוגלובינים. חלבוני מי גבינה הם חלבונים כדוריים שניתן להפיק ממי גבינה.
אבקת חלב מעובדת על ידי מייבשי שיער כדי לייבש ולאדות את החלב על מנת לקבל את אבקת החלב היבש הטהור. בשל צריכת האנרגיה הגבוהה במיוחד של מייבשי ספריי, ריכוז מוצק גבוה של הנוזל חשוב כדי לייעל את יעילות התהליך.

“Samples of fresh skim milk, reconstituted micellar casein, and casein powder were sonicated at 20kHz to investigate the effect of ultrasonication. For fresh skim milk, the average size of the remaining fat globules was reduced by approximately 10nm after 60min of sonication; however, the size of the casein micelles was determined to be unchanged. A small increase in soluble whey protein and a corresponding decrease in viscosity also occurred within the first few minutes of sonication, which could be attributed to the breakup of casein-whey protein aggregates. No measurable changes in free casein content could be detected in ultracentrifuged skim milk samples sonicated for up to 60min. A small, temporary decrease in pH resulted from sonication; however, no measurable change in soluble calcium concentration was observed. Therefore, casein micelles in fresh skim milk were stable during the exposure to ultrasonication. Similar results were obtained for reconstituted micellar casein, whereas larger viscosity changes were observed as whey protein content was increased. Controlled application of ultrasound can be usefully applied to reverse process-induced protein aggregation without affecting the native state of casein micelles.” [Chandrapala et al. 2012]

השפעות אולטרסאונד בעוצמה גבוהה על חומרים מזינים בחלב ויציבות מיקרוביאלית

Razavi and Kenari (2020) חקרו את ההשפעה של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה בשילוב עם תהליך טיפול בחום מתון כדי להשבית חיידקים ואנזימים המוביל לקלקול ופגיעה בבטיחות במזון. מטרת המחקר שלהם הייתה להעריך את ההשפעה של תהליך אולטרסאונד כחלופה לתהליך חום בטמפרטורה גבוהה על ספירת חיידקים, חמצון שומנים כפרמטר איכותי וויטמינים כמאפיינים תזונתיים של חלב. התוצאות הראו כי אולטרסאונד הצליח להפחית את העומס המיקרוביאלי של חלב והוא עשה פחות שינויים בויטמינים מאשר חלב שטופל עם טיפול חום קונבנציונאלי. בהקשר זה, סוניקציה באמצעות בדיקה קולית נמצאה עדיפה ויעילה ביותר בעוצמה של 75%. השימוש בסוג בדיקת אולטרסאונד בעוצמה של 55 מעלות צלזיוס ו -75% במשך 10 דקות מומלץ כתהליך לא הרסני לפסטור חלב.

הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לייצור גבינה

Hielscher Ultrasonics הוא זמן רב מנוסה ביישום של אולטרסאונד כוח במזון & תעשיית המשקאות, כמו גם ענפי תעשייה רבים אחרים. המעבדים העל-קוליים שלנו מצוידים בסונוטרודים קלים לניקוי (CIP במקום? SIP מעוקר במקום), סונוטרודים ותאי זרימה (החלקים הרטובים). Hielscher Ultrasonics’ מעבדים קוליים תעשייתיים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7. אמפליטודות גבוהות חשובות כדי להשבית חיידקים עמידים יותר (למשל, חיידקים גראם-חיוביים). עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. ניתן להפעיל את כל הסונוטרודים וכורי תאי הזרימה העל-קוליים תחת טמפרטורות ולחצים גבוהים, מה שמאפשר תרמו-מנו-סוניקציה אמינה ופסטור יעיל ביותר.
טכנולוגיה חדישה, ביצועים גבוהים ותוכנה מתוחכמת להפוך את Hielscher Ultrasonics’ סוסי עבודה אמינים בקו פסטור המזון שלך. עם טביעת רגל קטנה ואפשרויות התקנה רב-תכליתיות, ניתן לשלב בקלות אולטרסאונד Hielscher או להתאים רטרו לקווי ייצור קיימים.
אנא צרו איתנו קשר כדי ללמוד עוד על התכונות והיכולת של מערכות ההומוגניזציה העל-קוליות שלנו. נשמח לדון איתך בבקשת הגבינה שלך!

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: