მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერით გაუმჯობესებული ყველის წარმოება
სხვადასხვა ტიპის ყველის, როგორიცაა მყარი ყველი, რბილი ყველი და ხაჭო, წარმოება სხვადასხვა სახის რძისგან (მაგ., ძროხის, თხის, ცხვრის, კამეჩის, აქლემის რძე და ა.შ.) შეიძლება ეფექტურად გაუმჯობესდეს ულტრაბგერითი დამუშავებით. მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის გამოყენება აჩქარებს ჰომოგენიზაციას, ფერმენტაციასა და მომწიფებას, აუმჯობესებს მიკრობულ სტაბილურობას და დადებითად მოქმედებს კვებით ღირებულებასა და ტექსტურაზე.
მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერა აუმჯობესებს ყველის წარმოებას
ულტრაბგერითი საკვების დამუშავება არის დამკვიდრებული ტექნოლოგია რძის ჰომოგენიზაციისა და ფერმენტაციის გასაუმჯობესებლად ყველის წარმოებაში. გარდა ამისა, ულტრაბგერითი დამუშავება რბილი სითბური დამუშავების კომბინაციით – ცნობილი როგორც თერმო-ულტრაბგერითი დამუშავება – გამოიყენება ტრადიციული სითბური პასტერიზაციის ალტერნატივად, რითაც ხელს უშლის ვიტამინების, ამინომჟავების და ცხიმების მსგავსი საკვები ნივთიერებების თერმულ დაშლას. რძის ან შრატის გამოყენებით ყველის წარმოება მნიშვნელოვნად შეიძლება გაინტენსივდეს და გაუმჯობესდეს მაღალი ინტენსივობის, დაბალი სიხშირის ულტრაბგერის გამოყენებით.
- აჩქარებული ყველის წარმოება
- გაუმჯობესებული ყველის ხარისხი
- უფრო მაღალი ყველის გამოსავლიანობა
- შემცირებული ფერმენტაციის დრო
- ეკონომიკურად ეფექტური
- მარტივი და უსაფრთხო გამოსაყენებლად
- ენერგოეფექტური
რძის ულტრაბგერითი დამუშავება ნაკადში ყველის წარმოებისთვის.
მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის გავლენა რძისა და ყველის მასის სტრუქტურაზე ყველის წარმოებაში
ულტრაბგერითი დამუშავება წარმატებით გამოიყენება ყველის წარმოების პროცესებში მსხვილფეხა რქოსანი პირუტყვის (ძროხის), ცხვრის, კამეჩის, თხის, აქლემისა და ცხენის რძის გამოყენებით.
ულტრაბგერითი დამუშავებით ხელშეწყობილი წარმოება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ყველის მრავალი სახეობისთვის, მათ შორის ჩედარის, ფეტას, ნაღების ყველის, ხაჭოს ყველის, მექსიკური პანელას, ესპანურენოვანი ქვეყნების რბილი ყველისა და სხვა სპეციალური სახეობებისთვის.
დაბალი სიხშირის, მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის გავლენა რძეზე ყველის წარმოების დროს მოიცავს გელის სიმტკიცისა და სიხისტის ზრდას, გელის წარმოქმნის აჩქარებას, კუთრი ზედაპირის ფართობის ზრდას, ყველის მასის სიმტკიცის შემცირებას, ცხიმის გლობულების ზომის შემცირებასა და მათი ზომების უფრო ერთგვაროვან განაწილებას, ასევე წყლის შეკავების უნარის გაუმჯობესებას.
ულტრაბგერით გამოწვეული ერთგვაროვნების გაუმჯობესება და რძის ცხიმის გლობულების უფრო ერთგვაროვანი განაწილება კიდევ უფრო აუმჯობესებს ყველის ხარისხს. მაგალითად, რენინით შედედებული თხის რძის კვლევებმა აჩვენა, რომ 10 წუთიანი ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ მიღებულ გელს უფრო მკვრივი, ჯვარედინი კავშირების მქონე ქსელური სტრუქტურა ჰქონდა. შედეგად წარმოიქმნა უფრო ერთგვაროვანი მიკროსტრუქტურა მრავალი ფორით, რომლებიც მნიშვნელოვნად მცირე იყო, ვიდრე ულტრაბგერით დაუმუშავებელი რძის შედედებულ მასაში დაფიქსირებული ფორები.
ეს სტრუქტურული განსხვავებები მიუთითებს, რომ მძლავრი ულტრაბგერით დამუშავებული თხის რძის შედედებული მასა უფრო მაღალი სიმტკიცით ხასიათდება: G’max-ის მნიშვნელობები (მაქსიმალური დრეკადობის მოდული) აღემატება 100 Pa-ს და ძროხის რძისთვის დაფიქსირებულ მნიშვნელობებზე მაღალია. მსგავსი გაუმჯობესება დაფიქსირდა ადჰეზიურობაშიც (ნიმუშში შიდა ბმების სიმტკიცე). მთლიანობაში, ეს მონაცემები მიუთითებს, რომ მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერა ხელს უწყობს რძის კომპონენტებს შორის უფრო ძლიერ ურთიერთქმედებას, რითაც აუმჯობესებს რძის შედედების თვისებებს ყველის წარმოების დროს (იხ. Carrillo-Lopez et al., 2021).
სამრეწველო ულტრაბგერითი სონიკატორი UIP4000hdT რძის პროდუქტების დამუშავებისთვის
ულტრაბგერითი გავლენა ყველის წარმოებაზე
მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის გავლენა რძის პროდუქტების დამუშავებასა და ყველის წარმოებაზე ინტენსიურად არის შესწავლილი.
გაზრდილი ყველის გამოსავლიანობა: პანელას ყველის წარმოების დროს ახალი ნედლი რძის ულტრაბგერითმა დამუშავებამ UP400S სონიკატორით გამოიწვია ყველის გამოსავლიანობის (%) ზრდა, მიუხედავად გამოყოფილი სითხის რაოდენობის ზრდისა. HIU-ით 10 წთ დამუშავება აძლიერებს ყველის ყვითელ ტონებსა და შეფერილობას. თუმცა L*, a* და C* ფერის კოორდინატები არ იცვლება. pH გაიზარდა 6,6-დან 6,74-მდე 5 წთ ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ, მაგრამ შემცირდა 10 წთ-ზე. (იხ. Carrillo-Lopez et al., 2020)
გაუმჯობესებული ყველის ტექსტურა: ყველზე ჩატარებულ კვლევებთან დაკავშირებით, ბერმუდეზ-აგირემ და ბარბოსა-კანოვასმა აღნიშნეს, რომ თერმოულტრაბგერით დამუშავებული რძისგან მიღებული ახალი ყველი (დამუშავებისთვის გამოიყენებოდა Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 წთ) უფრო რბილი და მსხვრევადი იყო, ვიდრე საკონტროლო რძისგან (თერმოულტრაბგერითი დამუშავების გარეშე) მიღებული ყველი. ეს მახასიათებლები ყველს უფრო ადვილად დაფშვნადს ხდიდა, რაც ახალი ყველის სასურველი თვისებაა. ამ ავტორებმა ეს ქცევა ახსნეს იმით, რომ თერმოულტრაბგერითად დამუშავებული რძის ყველის მიკროსტრუქტურა უფრო ჰომოგენური იყო, ვიდრე ულტრაბგერითად დაუმუშავებელი რძის ყველისა. გარდა ამისა, მათ აღნიშნეს, რომ თერმოულტრაბგერითმა დამუშავებამ გააუმჯობესა ცილებისა და ცხიმების ჰომოგენიზაცია და გაზარდა წყლის მოლეკულების შეკავება მატრიცაში. შესაბამისად, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერა (HIU) ხელს უწყობს რძის კომპონენტებს შორის ძლიერ ურთიერთქმედებას, რაც აუმჯობესებს რძის შედედების თვისებებს.
ულტრაბგერის გავლენა რძის პროდუქტებზე: სიბლანტე და რეოლოგია, ჰომოგენურობა, მიკრობული აქტივობა
რძის პროდუქტები მზადდება ცხოველური რძისგან, მაგალითად, ძროხის, ცხვრის, თხის, კამეჩის, ცხენის ან აქლემის რძისგან. მოწველის შემდეგ რძე შეიძლება გადამუშავდეს სხვადასხვა პროდუქტად, როგორიცაა ჰომოგენიზებული და ცხიმგაცლილი რძე, იოგურტი, ნაღები, კარაქი, ყველი, შრატი, კაზეინი ან რძის ფხვნილი. ძროხის რძე რძის მრეწველობის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნედლეულია, რომლის მსოფლიო წარმოება შეადგენს 542,069,000 ტონას წელიწადში.[Gerosa et al. 2012]
შრატი (რძის შრატი) ყველის ან კაზეინის წარმოების გვერდითი პროდუქტია. ის ძირითადად შეიცავს α-ლაქტალბუმინს (~65%), β-ლაქტოგლობულინს (~25%), ასევე მცირე რაოდენობით შრატის ალბუმინს (~8%) და იმუნოგლობულინებს. შრატის ცილები გლობულური ცილებია, რომელთა გამოყოფა შესაძლებელია შრატიდან.
რძის ფხვნილი მიიღება გაფრქვევითი საშრობებით, რომლებშიც რძე შრება წყლის აორთქლების გზით, სუფთა მშრალი რძის ფხვნილის მისაღებად. გაფრქვევითი საშრობების უკიდურესად მაღალი ენერგომოხმარების გამო, პროცესის ეფექტურობის ოპტიმიზაციისთვის მნიშვნელოვანია სითხეში მშრალი ნივთიერებების მაღალი კონცენტრაცია.
“ახალი ცხიმგაცილებული რძის, აღდგენილი მიცელური კაზეინის და კაზეინის ფხვნილის ნიმუშები დამუშავდა ულტრაბგერით 20kHz-ზე, რათა შესწავლილიყო ულტრაბგერითი დამუშავების გავლენა. ახალი ცხიმგაცილებული რძისთვის, დარჩენილი ცხიმის გლობულების საშუალო ზომა შემცირდა დაახლოებით 10nm-ით ულტრაბგერითი დამუშავების 60წთ-ის შემდეგ; თუმცა, კაზეინის მიცელების ზომა უცვლელი დარჩა. მცირე ზრდა დაფიქსირდა ხსნად რძის შრატის ცილაში და შესაბამისი შემცირება სიბლანტეში, რაც მოხდა ულტრაბგერითი დამუშავების პირველ რამდენიმე წუთში, რაც შეიძლება განეკუთვნებოდეს კაზეინ-რძის შრატის ცილის აგრეგატების დაშლას. არ დაფიქსირდა თავისუფალი კაზეინის შემცველობაში გაზომვადი ცვლილებები ულტრაცენტრიფუგირებულ ცხიმგაცილებული რძის ნიმუშებში, რომლებიც დამუშავდა ულტრაბგერით 60წთ-მდე. ულტრაბგერითმა დამუშავებამ გამოიწვია pH-ის მცირე, დროებითი შემცირება; თუმცა, არ დაფიქსირდა ხსნადი კალციუმის კონცენტრაციაში გაზომვადი ცვლილება. შესაბამისად, კაზეინის მიცელები ახალ ცხიმგაცილებულ რძეში სტაბილური იყო ულტრაბგერითი დამუშავების დროს. მსგავსი შედეგები მიღებულ იქნა აღდგენილი მიცელური კაზეინისთვის, მაგრამ უფრო დიდი ცვლილებები სიბლანტეში დაფიქსირდა რძის შრატის ცილის შემცველობის ზრდასთან ერთად. ულტრაბგერის კონტროლირებადი გამოყენება შეიძლება ეფექტურად იქნას გამოყენებული პროცესით გამოწვეული ცილის აგრეგაციის აღმოსაფხვრელად, კაზეინის მიცელების ბუნებრივი მდგომარეობის შეცვლის გარეშე.” [Chandrapala et al. 2012]
მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის გავლენა რძის ნუტრიენტებზე და მიკრობულ სტაბილურობაზე
Razavi-მ და Kenari-მ (2020) შეისწავლეს მსუბუქ სითბურ დამუშავებასთან კომბინირებული მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერის გავლენა იმ მიკრობებისა და ფერმენტების ინაქტივაციაზე, რომლებიც იწვევს საკვების გაფუჭებასა და მისი უსაფრთხოების შემცირებას. მათი კვლევის მიზანი იყო ულტრაბგერითი დამუშავების, როგორც მაღალტემპერატურული სითბური დამუშავების ალტერნატივის, გავლენის შეფასება მიკრობების რაოდენობაზე, ლიპიდების ჟანგვაზე, როგორც ხარისხის პარამეტრზე, და ვიტამინებზე, როგორც რძის კვებითი ღირებულების მაჩვენებლებზე. შედეგებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერამ შეამცირა რძის მიკრობული დატვირთვა და ვიტამინებში ნაკლები ცვლილებები გამოიწვია, ვიდრე ტრადიციულმა სითბურმა დამუშავებამ. ამ მხრივ, ულტრაბგერითი ზონდით დამუშავება უკეთესი აღმოჩნდა და ყველაზე ეფექტური იყო 75% ინტენსივობის დროს. რძის პასტერიზაციისთვის არადესტრუქციული პროცესის სახით რეკომენდებულია ზონდური ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავება 55°C-ზე, 75% ინტენსივობით, 10 წუთის განმავლობაში.
სამრეწველო 4kW ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UIP4000hdT რძისა და ყველის დამუშავებისთვის.
მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ყველის წარმოებისთვის
Hielscher Ultrasonics-ს მრავალწლიანი გამოცდილება აქვს მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის გამოყენებაში სურსათისა და სასმელების მრეწველობაში, ასევე მრავალ სხვა სამრეწველო დარგში. ჩვენი ულტრაბგერითი პროცესორები აღჭურვილია მარტივად გასაწმენდი სონოტროდებითა და გამდინარე კამერებით (პროდუქტთან შეხებაში მყოფი ნაწილებით), რომელთა გაწმენდა და სტერილიზაცია შესაძლებელია ადგილზე, დაშლის გარეშე (CIP / SIP). Hielscher Ultrasonics-ის სამრეწველო ულტრაბგერით პროცესორებს შეუძლიათ ძალიან მაღალი ამპლიტუდების უზრუნველყოფა. 200µm-მდე ამპლიტუდებით უწყვეტი მუშაობა მარტივად არის შესაძლებელი 24/7 რეჟიმში. მაღალი ამპლიტუდები მნიშვნელოვანია უფრო მდგრადი მიკრობების (მაგ., გრამდადებითი ბაქტერიების) ინაქტივაციისთვის. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია ინდივიდუალურად დამზადებული ულტრაბგერითი სონოტროდები. ყველა სონოტროდისა და ულტრაბგერითი გამდინარე რეაქტორის ექსპლუატაცია შესაძლებელია მომატებული ტემპერატურისა და წნევის პირობებში, რაც უზრუნველყოფს საიმედო თერმო-მანო-ულტრაბგერით დამუშავებასა და მაღალეფექტურ პასტერიზაციას.
თანამედროვე ტექნოლოგია, მაღალი წარმადობა და დახვეწილი პროგრამული უზრუნველყოფა Hielscher Ultrasonics-ის აპარატებს თქვენი სურსათის პასტერიზაციის ხაზის საიმედო სამუშაო მოწყობილობებად აქცევს. მცირე ზომისა და მონტაჟის მრავალფეროვანი ვარიანტების წყალობით, Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები მარტივად ინტეგრირდება არსებულ საწარმოო ხაზებში ან ემატება მათ მოდერნიზაციისას.
გთხოვთ, დაგვიკავშირდეთ ახლავე, რომ მეტი გაიგოთ ჩვენი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაციის სისტემების მახასიათებლებისა და შესაძლებლობების შესახებ. სიამოვნებით განვიხილავთ თქვენთან მათ გამოყენებას თქვენი ყველის წარმოებაში!
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გიჩვენებთ ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების დამუშავების მიახლოებით წარმადობას:
| პარტიის მოცულობა | მოცულობითი ხარჯი | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 10-დან 2000mL-მდე | 20-დან 400mL/min-მდე | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-დან 20L-მდე | 0,2-დან 4L/min-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100L-მდე | 2-დან 10L/min-მდე | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-დან 100L/min-მდე | UIP16000 |
| n.a. | უფრო დიდი | ჯგუფი UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით შეკითხვა!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს შერევის, დისპერგირების, ემულსიფიკაციისა და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საცდელ და სამრეწველო მასშტაბებში.
ლიტერატურა / რეფერენსები
- Luis M. Carrillo-Lopez, Ivan A. Garcia-Galicia, Juan M. Tirado-Gallegos, Rogelio Sanchez- Vega, Mariana Huerta-Jimenez, Muthupandian Ashokkumar, Alma D. Alarcon-Rojo (2021): Recent advances in the application of ultrasound in dairy products: Effect on functional, physical, chemical, microbiological and sensory properties. Ultrasonics Sonochemistry 2021.
- Daniela Bermúdez-Aguirre, Guustavo V. Barbosa-Cánovas (2010): Processing of Soft Hispanic Cheese (“Queso Fresco”) Using Thermo-Sonicated Milk: A Study of Physicochemical Characteristics and Storage Life. Journal of Food Science 75, 2010. S548–S558.
- Carrillo-Lopez L.M., Juarez-Morales M.G., Garcia-Galicia I.A., Alarcon-Rojo A.D., Huerta-Jimenez M. (2020): The effect of high-intensity ultrasound on the physicochemical and microbiological properties of Mexican panela cheese. Foods 9, 2020. 1–14.
- Chandrapala, Jayani et al. (2012): The effect of ultrasound on casein micelle integrity. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
- Chandrapala, Jayani et al. (2011): Effects of ultrasound on the thermal and structural characteristics of proteins in reconstituted whey protein concentrate. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
- Fahmi, Ronak et al. (2011): Effect of Ultrasound Assisted Extraction upon the Protein Content and Rheological Properties of the Resultant Soymilk. Advance Journal of Food Science and Technology 3/4, 2011. 245-249.
- Gerosa, Stefano et al. (2012): Milk availability. Trends in production and demand and medium-term outlook. ESA Working paper No. 12-01 February 2012.
- Razavi, Razie; Kenari, Reza (2020): Comparative effect of thermo sonication and conventional heat process on lipid oxidation, vitamins and microbial count of milk. Journal of Food Researches Vol.30, No.1, 2020. 167-182.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული დან სამრეწველო ზომამდე.