Hatékonyabb sajtgyártás nagyteljesítményű ultrahanggal

A különféle tejfajtákból (pl. tehén-, kecske-, juh-, bivaly-, tevetejből stb.) készülő különböző sajttípusok, például keménysajtok, lágysajtok és túró előállítása ultrahangos kezeléssel hatékonyan javítható. A nagy intenzitású ultrahang alkalmazása felgyorsítja a homogenizálást, az erjesztést és az érlelést, javítja a mikrobiológiai stabilitást, valamint kedvezően hat a tápértékre és az állományra.

A nagy intenzitású ultrahang javítja a sajtgyártást

Az ultrahangos élelmiszer-feldolgozás jól bevált technológia a tej homogenizálásának és erjesztésének javítására a sajtgyártásban. Emellett az enyhe hőkezeléssel kombinált ultrahangos kezelést – az úgynevezett termo-ultrahangos kezelést – a hagyományos, hőalapú pasztőrözés alternatívájaként alkalmazzák, így megvédve a tápanyagokat, például a vitaminokat, az aminosavakat és a zsírokat a hő okozta lebomlástól. A tejből vagy savóból történő sajtgyártás nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú ultrahang alkalmazásával jelentősen intenzívebbé és hatékonyabbá tehető.

A nagy intenzitású ultrahang hatása a tej és az alvadék szerkezetére a sajtgyártásban

Az ultrahangos kezelést sikeresen alkalmazták szarvasmarhatejet (tehéntejet), juhtejet, bivalytejet, kecsketejet, tevetejet és lótejet felhasználó sajtgyártási folyamatokban.
Az ultrahanggal elősegített sajtgyártás számos sajtfajta esetében alkalmazható, többek között cheddar, feta, krémsajt, túrósajt, mexikói panela sajt, spanyol-amerikai lágysajt és más sajtkülönlegességek előállítására.
Az alacsony frekvenciájú, nagy intenzitású ultrahang sajtgyártás során a tejre gyakorolt hatásai közé tartozik a gélszilárdság és a gélkeménység növekedése, a gyorsabb gélképződés, a fajlagos felület növekedése, az alvadék szilárdságának csökkenése, a zsírgolyócskák kisebb és egyenletesebb részecskeméret-eloszlása, valamint a jobb vízmegkötő képesség.
Az ultrahang hatására javuló homogenitás és a tej zsírgolyócskáinak egyenletesebb eloszlása tovább javítja a sajt minőségét. Például a renninnel alvasztott kecsketej vizsgálatai azt mutatták, hogy 10 perc ultrahangos kezelés után a keletkező gél sűrűbb, térhálós szerkezetet mutatott. Ez homogénebb mikroszerkezetet eredményezett, számos pórussal, amelyek jelentősen kisebbek voltak, mint az ultrahanggal nem kezelt tej alvadékában megfigyelt pórusok.
Ezek a szerkezeti különbségek arra utalnak, hogy a nagyteljesítményű ultrahanggal kezelt kecsketejalvadék nagyobb szilárdságú, és G’max értékei (maximális tárolási modulusza) meghaladják a 100 Pa értéket – ezek még a tehéntejre közölt értékeknél is magasabbak. Hasonló javulást figyeltek meg az adhézióban (a mintán belüli belső kötések erősségében). Összességében ezek az eredmények arra utalnak, hogy a nagy intenzitású ultrahang erősebb kölcsönhatásokat segít elő a tej összetevői között, ezáltal javítva a tej alvadási tulajdonságait a sajtgyártás során (vö. Carrillo-Lopez et al., 2021).

Az ultrahangos kezelés a tej oltóenzimes alvasztását is elősegíti. Tudjon meg többet!

Az ultrahang hatásai a sajtgyártásra

A nagy intenzitású ultrahang tejipari feldolgozásra és sajtgyártásra gyakorolt hatásait behatóan tanulmányozták.
Nagyobb sajthozam: A friss nyers tej UP400S ultrahangos kezelőberendezéssel végzett kezelése a panela sajt gyártása során nagyobb sajthozamot (%) eredményezett a kiváló folyadék mennyiségének növekedése ellenére. A 10 min időtartamú nagy intenzitású ultrahangos kezelés (HIU) elősegíti a sajt sárga árnyalatainak és színezetének kialakulását. Az L*, a* és C* színkoordinátákat azonban nem befolyásolja. A pH 5 min ultrahangos kezelés után 6,6-ról 6,74-re emelkedett, 10 min után viszont csökkent. (vö. Carrillo-Lopez et al., 2020)
Jobb sajtállomány: A sajton végzett vizsgálatokkal kapcsolatban Bermúdez-Aguirre és Barbosa-Cánovas arról számolt be, hogy a termo-ultrahangos kezeléssel kezelt tejből (a Hielscher UP400S készülékkel – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) előállított friss sajt lágyabb és törékenyebb volt, mint a kontrolltejből (termo-ultrahangos kezelés nélkül) készített sajt. Ezek a jellemzők könnyebben morzsolható sajtot eredményeztek, ami a friss sajt kívánatos tulajdonsága. A szerzők ezt a viselkedést azzal magyarázták, hogy a termo-ultrahangos kezeléssel kezelt tejből készített sajt mikroszerkezete homogénebb volt, mint az ultrahanggal nem kezelt tejből készített sajté. Emellett megjegyezték, hogy a termo-ultrahangos kezelés javította a fehérjék és a zsír homogenizálását, valamint növelte a vízmolekulák visszatartását a mátrixban. Ezért feltételezhető, hogy a nagy intenzitású ultrahang (HIU) erős kölcsönhatásokat segít elő a tej összetevői között, javítva az alvadási tulajdonságokat.

Az ultrahang hatása a tejtermékekre: viszkozitás és reológia, homogenitás, mikrobiális aktivitás

A tejtermékeket állati tejből, például tehén-, juh-, kecske-, bivaly-, ló- vagy tevetejből állítják elő. Fejés után a tej különféle termékekké dolgozható fel, például homogenizált és fölözött tejjé, joghurttá, tejszínné, vajjá, sajttá, savóvá, kazeinné vagy tejporrá. A tehéntej a tejipar legfontosabb nyersanyaga, amelyből világszerte 542 069 000 tonnát termelnek évente.[Gerosa et al. 2012]
A savó (tejszérum) a sajt- vagy kazeingyártás mellékterméke. Főként globinstagers α-laktalbuminból (~65%), β-laktoglobulinból (~25%), valamint kis mennyiségű szérumalbuminból (~8%) és immunglobulinokból áll. A savófehérjék globuláris fehérjék, amelyek kinyerhetők a savóból.
A tejport porlasztva szárító berendezésekkel állítják elő: a tejet szárítják és elpárologtatják, hogy tiszta, száraz tejport kapjanak. A porlasztva szárító berendezések rendkívül magas energiafogyasztása miatt a folyadék magas szárazanyag-koncentrációja fontos a folyamat hatékonyságának optimalizálásához.

„Friss fölözött tejből, rekonstituált micelláris kazeinből és kazeinporból származó mintákat kezeltek ultrahanggal 20kHz frekvencián az ultrahangos kezelés hatásának vizsgálatára. A friss fölözött tejben a megmaradt zsírgolyócskák átlagos mérete 60min ultrahangos kezelés után körülbelül 10nm-rel csökkent; a kazeinmicellák méretét azonban változatlannak találták. Az ultrahangos kezelés első néhány percében az oldható savófehérje mennyisége kismértékben nőtt, és ezzel párhuzamosan a viszkozitás csökkent, ami a kazein–savófehérje-aggregátumok felbomlásának tulajdonítható. A legfeljebb 60min időtartamú ultrahangos kezelésnek alávetett, ultracentrifugált fölözötttej-mintákban nem lehetett kimutatni a szabad kazeintartalom mérhető változását. Az ultrahangos kezelés a pH kismértékű, átmeneti csökkenését eredményezte; az oldható kalcium koncentrációjában azonban nem figyeltek meg mérhető változást. Ezért a friss fölözött tej kazeinmicellái stabilak maradtak az ultrahangos kezelés során. Hasonló eredményeket kaptak a rekonstituált micelláris kazein esetében, miközben a savófehérje-tartalom növelésével nagyobb viszkozitásváltozásokat figyeltek meg. Az ultrahang szabályozott alkalmazása hasznosan alkalmazható a feldolgozás által kiváltott fehérjeaggregáció visszafordítására anélkül, hogy befolyásolná a kazeinmicellák natív állapotát.” [Chandrapala et al. 2012]

A nagy intenzitású ultrahang hatása a tej tápanyagaira és mikrobiológiai stabilitására

Razavi és Kenari (2020) a nagy intenzitású ultrahang enyhe hőkezelési folyamattal kombinált alkalmazásának hatását vizsgálta az élelmiszerek romlását és biztonságának csökkenését okozó mikrobák és enzimek inaktiválására. Vizsgálatuk célja az volt, hogy értékeljék a magas hőmérsékletű hőkezelés alternatívájaként alkalmazott ultrahangos eljárás hatását a mikrobaszámra, a lipidoxidációra mint minőségi paraméterre és a vitaminokra mint a tej táplálkozási jellemzőire. Az eredmények azt mutatták, hogy az ultrahang képes volt csökkenteni a tej mikrobiális terhelését, és kisebb változásokat okozott a vitaminokban, mint a hagyományos hőkezeléssel kezelt tej esetében. E tekintetben az ultrahangos szondával végzett kezelést jobbnak találták, és 75%-os intenzitás mellett bizonyult a leghatékonyabbnak. A szondás ultrahang 55°C-on, 75%-os intenzitással, 10 percig történő alkalmazását a tej pasztőrözésére szolgáló, roncsolásmentes eljárásként ajánlják.

Nagyteljesítményű ultrahangos homogenizátorok sajtgyártáshoz

A Hielscher Ultrasonics hosszú évek tapasztalatával rendelkezik a nagyteljesítményű ultrahang élelmiszer- és italipari, valamint számos más iparágban történő alkalmazásában. Ultrahangos processzoraink könnyen tisztítható (helyben tisztítható, CIP / helyben sterilizálható, SIP) szonotró­dákkal és átfolyó cellákkal (a folyadékkal érintkező alkatrészekkel) vannak felszerelve. A Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorai nagyon nagy amplitúdók elérésére képesek. Akár 200µm amplitúdóval is könnyen, folyamatosan működtethetők 24/7 üzemben. A nagy amplitúdók fontosak az ellenállóbb mikrobák (pl. Gram-pozitív baktériumok) inaktiválásához. Még nagyobb amplitúdókhoz egyedi ultrahangos szonotródák állnak rendelkezésre. Valamennyi szonotróda és ultrahangos átfolyó cellás reaktor üzemeltethető emelt hőmérsékleten és nyomáson, ami megbízható termo-mano-ultrahangos kezelést és rendkívül hatékony pasztőrözést tesz lehetővé.
A legkorszerűbb technológia, a nagy teljesítmény és a kifinomult szoftver révén a Hielscher Ultrasonics berendezései megbízható igáslovak az élelmiszer-pasztőröző gyártósorban. Kis helyigényüknek és sokoldalú telepítési lehetőségeiknek köszönhetően a Hielscher ultrahangos kezelőberendezései könnyen integrálhatók vagy utólag beépíthetők a meglévő gyártósorokba.
Kérjük, lépjen kapcsolatba velünk most, hogy többet megtudjon ultrahangos homogenizáló rendszereink jellemzőiről és képességeiről. Örömmel egyeztetünk Önnel sajtgyártási alkalmazásáról!

Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos kezelőberendezéseink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról: