Produzione di formaggio migliorata con gli ultrasuoni di potenza

La produzione di vari tipi di formaggio, come i formaggi duri, i formaggi molli e la cagliata, fatta da vari tipi di latte (per esempio, latte di mucca, capra, pecora, bufala, cammello ecc.) può essere efficacemente migliorata mediante sonicazione. L'applicazione di ultrasuoni ad alta intensità accelera l'omogeneizzazione, la fermentazione e la maturazione, migliora la stabilità microbica e mostra effetti positivi sul valore nutritivo e sulla consistenza.

Gli ultrasuoni ad alta intensità migliorano la produzione di formaggio

Milk, cheese and curd can be efficiently pasteurized using power ultrasound. Sonication reduces microbial count and results in higher nutrient values when compared to traditional pasteurization.Il trattamento alimentare a ultrasuoni è una tecnologia consolidata per migliorare l'omogeneizzazione del latte e la fermentazione nella produzione del formaggio. Inoltre, la sonicazione in combinazione con un trattamento termico delicato – noto come termo-sonorizzazione – è usato come alternativa alla pastorizzazione tradizionale basata sul calore, prevenendo così i nutrienti come le vitamine, gli aminoacidi e i grassi contro la degradazione termica. La produzione di formaggio con latte o siero può essere significativamente intensificata e migliorata dall'applicazione di ultrasuoni ad alta intensità e bassa frequenza.

Vantaggi della produzione di formaggio a ultrasuoni

  • Produzione accelerata di formaggio
  • Miglioramento della qualità del formaggio
  • Maggiore resa del formaggio
  • Tempo di fermentazione ridotto
  • Economico
  • Semplice e sicuro da usare
  • Efficienza energetica

L'ultrasuonazione è stata applicata con successo ai processi di produzione di formaggio da latte bovino/mucca, latte di pecora, latte di bufala, latte di capra, latte di cammello e latte di cavallo.
La produzione di formaggio promossa dagli ultrasuoni può essere utilizzata per vari tipi di formaggio, tra cui formaggio cheddar, formaggio feta, formaggio cremoso, formaggio cagliato, formaggio messicano panela, formaggio morbido ispanico e altre specialità di formaggio.
Gli effetti degli ultrasuoni a bassa frequenza e ad alta intensità sul latte nella produzione di formaggio includono un aumento della forza e della durezza del gel, l'accelerazione della formazione del gel, l'aumento della superficie specifica, la riduzione della fermezza della cagliata, la distribuzione delle dimensioni delle particelle piccole e uniformi dei globuli di grasso e una maggiore capacità di trattenere l'acqua.
L'omogeneità aumentata dagli ultrasuoni e la distribuzione più uniforme dei globuli di grasso del latte migliora anche la qualità del formaggio. Per esempio, le proprietà della cagliata del latte di capra con renina hanno mostrato dopo 10 minuti di ultrasuoni una rete reticolata di gel più densa, con conseguente microstruttura più omogenea e pori abbondanti. È da notare che questi pori erano significativamente più piccoli di quelli nella cagliata del latte senza sonicazione. Questo suggerisce che la cagliata di latte di capra trattata con ultrasuoni di potenza mostra una maggiore fermezza, registrando valori di G'max (valore massimo per il modulo di stoccaggio) superiori a 100 Pa, anche superiori a quelli riportati nel latte di mucca. Un effetto simile è stato osservato nell'adesività (la forza dei legami interni del campione). Quindi, si può supporre che gli ultrasuoni ad alta intensità promuovano forti interazioni tra i componenti del latte, migliorando le proprietà di presa. (cfr. Carrillo-Lopez et al. 2021)

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High-intensity ultrasound (HIU) improves cheese production efficiency, accelerates fermentation and increases microbial inactivation.

Trattamento in linea a ultrasuoni del latte per la produzione di formaggio.

Effetti degli ultrasuoni sulla produzione di vari formaggi

The application of high-intensity ultrasound improves cheese manufacturing.Gli effetti degli ultrasuoni ad alta intensità durante la lavorazione del latte e la produzione di formaggio sono stati intensamente studiati.
Aumento della resa del formaggio: La sonicazione del latte fresco crudo con l'ultrasuonatore UP400S durante la produzione di formaggio panela, ha portato ad un aumento della resa del formaggio (%), nonostante un aumento dell'essudato. I toni gialli e la colorazione del formaggio sono promossi dall'HIU a 10 minuti. Il pH è aumentato da 6,6 a 6,74 dopo 5 minuti di ultrasuoni, ma si è ridotto a 10 minuti. (cfr. Carrillo-Lopez et al., 2020)
Consistenza del formaggio migliorata: Per quanto riguarda gli studi effettuati sul formaggio, Bermúdez-Aguirre e Barbosa-Cánovas hanno riferito che il formaggio fresco ottenuto da latte trattato con termosonicatura (utilizzando il sistema Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) era più morbido e friabile del formaggio dal latte di controllo (senza termosonicatura). Queste caratteristiche hanno portato a un formaggio più facile da sbriciolare, che è un attributo desiderabile del formaggio fresco. Questi autori hanno spiegato questo comportamento notando che la microstruttura del formaggio di latte termosonicato presentava una struttura più omogenea rispetto al formaggio di latte non termosonicato. Inoltre, hanno notato che la termosonicatura ha migliorato l'omogeneizzazione delle proteine e del grasso e ha aumentato la ritenzione delle molecole d'acqua nella matrice. Quindi, si può supporre che l'HIU promuova forti interazioni tra i componenti del latte, migliorando le proprietà di presa.

Influenza degli ultrasuoni sul latte: Viscosità & Reologia, omogeneità, attività microbica

I prodotti lattiero-caseari sono prodotti dal latte animale, come ad esempio il latte di mucca, pecora, capra, bufala, cavallo o cammello. Dopo la raccolta, il latte può essere trasformato in vari prodotti, come latte omogeneizzato e scremato, yogurt, panna, burro, formaggio, siero di latte, caseina o latte in polvere. Il latte vaccino è la materia prima più importante per l'industria casearia con una produzione mondiale di 542.069.000 tonnellate/anno.[Gerosa et al. 2012]
Il siero di latte è un sottoprodotto della produzione del formaggio o della caseina. Consiste principalmente in globinstagers α-lattalbumina (~65%), β-lattoglobulina (~25%), così come in piccole quantità di albumina del siero (~8%) e immunoglobine. Le proteine del siero sono proteine globulari che possono essere estratte dal siero.
Il latte in polvere viene lavorato con essiccatori a spruzzo per essiccare e vaporizzare il latte rispetto ad ottenere il puro latte in polvere secco. A causa del consumo energetico estremamente elevato degli essiccatori a spruzzo, un'alta concentrazione di solidi nel liquido è importante per ottimizzare l'efficienza del processo.

"Campioni di latte scremato fresco, caseina micellare ricostituita e caseina in polvere sono stati sonicati a 20kHz per studiare l'effetto degli ultrasuoni. Per il latte scremato fresco, la dimensione media dei globuli di grasso rimanenti è stata ridotta di circa 10 nm dopo 60 minuti di sonicazione; tuttavia, la dimensione delle micelle di caseina è stata determinata come invariata. Un piccolo aumento della proteina del siero di latte solubile e una corrispondente diminuzione della viscosità si sono verificati entro i primi minuti di sonicazione, che potrebbero essere attribuiti alla rottura degli aggregati di caseina-proteina del siero di latte. Non è stato possibile rilevare alcun cambiamento misurabile nel contenuto di caseina libera in campioni di latte scremato ultracentrifugato sottoposti a sonicazione fino a 60 minuti. Una piccola e temporanea diminuzione del pH è risultata dalla sonicazione; tuttavia, non è stato osservato alcun cambiamento misurabile nella concentrazione di calcio solubile. Pertanto, le micelle di caseina nel latte scremato fresco erano stabili durante l'esposizione agli ultrasuoni. Risultati simili sono stati ottenuti per la caseina micellare ricostituita, mentre cambiamenti di viscosità più grandi sono stati osservati con l'aumento del contenuto di proteine del siero di latte. L'applicazione controllata degli ultrasuoni può essere utilmente applicata per invertire l'aggregazione proteica indotta dal processo senza influenzare lo stato nativo delle micelle di caseina." [Chandrapala et al. 2012]

Effetti degli ultrasuoni ad alta intensità sui nutrienti del latte e sulla stabilità microbica

Razavi e Kenari (2020) hanno studiato l'influenza degli ultrasuoni ad alta intensità combinati con un processo di trattamento termico delicato per disattivare i microbi e gli enzimi che portano al deterioramento e alla degradazione della sicurezza negli alimenti. Lo scopo del loro studio era quello di valutare l'effetto del processo a ultrasuoni come alternativa al processo termico ad alta temperatura sulla conta microbica, l'ossidazione dei lipidi come parametro qualitativo e le vitamine come caratteristiche nutrizionali del latte. I risultati hanno mostrato che gli ultrasuoni sono stati in grado di ridurre la carica microbica del latte e hanno fatto meno cambiamenti nelle vitamine rispetto al latte trattato con il trattamento termico convenzionale. A questo proposito, la sonicazione con una sonda a ultrasuoni è risultata superiore e più efficace con un'intensità del 75%. L'uso della sonda a ultrasuoni a 55°C e 75% di intensità per 10 minuti è raccomandato come processo non distruttivo per la pastorizzazione del latte.

Hielscher UIP4000hdT inline ultrasonicator for cheese processing: Sonication increases cheese yield and quality.

Omogeneizzatore ad ultrasuoni industriale 4kW UIP4000hdT per la lavorazione di latticini e formaggi. Il latte viene alimentato in un processo continuo a flusso continuo nel reattore a ultrasuoni per migliorare la stabilità microbica, aumentare la fermentazione del formaggio, la resa e la qualità.

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Omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per la produzione di formaggio

Industrial inline ultrasonicator for accelerated cheese fermentation and higher yields in cheese productionHielscher Ultrasonics ha una lunga esperienza nell'applicazione degli ultrasuoni di potenza nel settore alimentare & l'industria delle bevande e molti altri settori industriali. I nostri processori a ultrasuoni sono dotati di sonotrodi e celle di flusso (le parti umide) facili da pulire (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP). Hielscher Ultrasonics’ I processori a ultrasuoni industriali possono fornire ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200µm possono essere facilmente eseguite in modo continuo in un funzionamento 24/7. Le ampiezze elevate sono importanti per inattivare i microbi più resistenti (ad esempio, i batteri gram-positivi). Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. Tutti i sonotrodi e i reattori a celle a flusso ultrasonico possono funzionare a temperature e pressioni elevate, il che consente una termo-mano-sonorizzazione affidabile e una pastorizzazione altamente efficace.
Tecnologia all'avanguardia, alte prestazioni e software sofisticato fanno di Hielscher Ultrasonics’ cavalli di battaglia affidabili nella vostra linea di pastorizzazione alimentare. Con un ingombro ridotto e opzioni di installazione versatili, gli ultrasuoni Hielscher possono essere facilmente integrati o adattati a linee di produzione esistenti.
Contattateci per saperne di più sulle caratteristiche e le capacità dei nostri sistemi di omogeneizzazione a ultrasuoni. Saremo lieti di discutere con voi della vostra applicazione casearia!

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Si prega di utilizzare il modulo sottostante per richiedere ulteriori informazioni sui nostri omogeneizzatori ad ultrasuoni, il loro utilizzo nella produzione di latte e formaggio e i prezzi. Saremo lieti di discutere con voi il vostro processo e di offrirvi un omogeneizzatore a ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze!









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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione in laboratorio, pilota e su scala industriale.



Letteratura / Referenze



High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.