Power Ultrasonics를 이용한 치즈 제조 개선

다양한 종류의 우유 (예 : 소, 염소, 양, 버팔로, 낙타 우유 등)로 만든 경질 치즈, 연질 치즈 및 커드와 같은 다양한 치즈 유형의 생산은 초음파 처리에 의해 효율적으로 개선 될 수 있습니다. 고강도 초음파의 적용은 균질화, 발효 및 숙성을 가속화하고 미생물 안정성을 향상시키며 영양가와 질감에 긍정적인 영향을 미칩니다.

고강도 초음파로 치즈 생산 개선

초음파 식품 가공은 치즈 제조에서 우유 균질화 및 발효를 향상시키는 잘 확립 된 기술입니다. 또한, 온화한 열처리와 함께 초음파 처리 – 열음파로 알려져 있습니다. – 전통적인 열 기반 저온 살균의 대안으로 사용되어 비타민, 아미노산 및 지방과 같은 영양소가 열 분해되는 것을 방지합니다. 우유 또는 유청을 사용한 치즈 생산은 고강도, 저주파 초음파의 적용으로 크게 강화되고 개선될 수 있습니다.

치즈 생산에서 고강도 초음파가 우유 및 커드 구조에 미치는 영향

초음파 처리는 소(젖소) 우유, 양 우유, 버팔로 우유, 염소 우유, 낙타 우유 및 말 우유를 사용하는 치즈 생산 공정에 성공적으로 적용되었습니다.
초음파 촉진 치즈 생산은 체다 치즈, 페타 치즈, 크림 치즈, 커드 치즈, 멕시코 파넬라 치즈, 히스패닉 소프트 치즈 및 기타 특수 치즈를 포함한 다양한 종류의 치즈에 활용할 수 있습니다.
저주파 고강도 초음파가 치즈 생산 중 우유에 미치는 영향으로는 젤 강도 및 젤 경도 증가, 젤 형성 가속화, 비표면적 증가, 커드 단단함 감소, 지방 소구의 입자 크기가 더 작고 균일하게 분포, 수분 보유 능력 향상 등이 있습니다.
초음파로 인한 균질성 개선과 유지방 소구의 보다 균일한 분포는 치즈 품질을 더욱 향상시킵니다. 예를 들어, 레닌으로 응고된 산양유에 대한 연구에 따르면 초음파 처리 10분 후 결과물인 젤은 더 조밀하고 교차 연결된 네트워크 구조를 나타냈습니다. 이는 초음파 처리를 하지 않은 우유 커드에서 관찰된 것보다 훨씬 작은 기공이 풍부한 보다 균일한 미세 구조를 만들어 냈습니다.
이러한 구조적 차이는 파워 초음파로 처리한 산양유 커드가 우유보다 더 높은 G'max 값(최대 저장탄성계수)인 100 Pa 값을 초과하여 더 견고하다는 것을 시사합니다. 접착력(샘플 내 내부 결합의 강도)에서도 비슷한 개선이 관찰되었습니다. 전반적으로 이러한 결과는 고강도 초음파가 우유 성분 간의 강력한 상호작용을 촉진하여 치즈 생산 중 우유의 경화 특성을 개선한다는 것을 나타냅니다(카릴로-로페즈 외., 2021 참조).

초음파 처리는 우유의 레넷화도 촉진합니다. 자세히 읽어보세요!

치즈 생산에 대한 초음파 효과

고강도 초음파가 유제품 가공 및 치즈 제조에 미치는 영향에 대해 집중적으로 연구되었습니다.
치즈 수율 증가: panela 치즈 생산 중 초음파 발생기 UP400S로 신선한 원유를 초음파 처리하면 삼출액의 증가에도 불구하고 치즈 수율 (%)이 증가했습니다. 치즈의 노란색 톤과 착색은 10분에 HIU에 의해 촉진됩니다. 그러나 L*, a* 또는 C* 색상 좌표는 영향을 받지 않습니다. 초음파 검사 5분 후 pH가 6.6에서 6.74로 증가했지만 10분에서 감소했습니다(Carrillo-Lopez et al., 2020 참조).
개선된 치즈 질감: 치즈에 대해 수행 된 연구와 관련하여 Bermúdez-Aguirre와 Barbosa-Cánovas는 열음파 처리 된 우유에서 얻은 신선한 치즈가 (Hielscher 업400S – 400 W, 24 kHz, 63 ° C, 30 분)은 대조 우유 (열음파 없음)의 치즈보다 부드럽고 부서지기 쉬웠습니다. 이러한 특성으로 인해 치즈가 더 쉽게 부서지게 되었으며, 이는 신선한 치즈의 바람직한 특성입니다. 이 저자들은 열음파 처리 우유 치즈의 미세 구조가 비 초음파 우유 치즈에 비해 더 균질한 구조를 나타낸다는 점에 주목하여 이러한 행동을 설명했습니다. 또한, 그들은 열음파가 단백질과 지방의 균질화를 개선하고 매트릭스에서 물 분자의 유지를 증가시킨다는 점에 주목했습니다. 따라서 HIU는 우유 구성 요소 간의 강력한 상호 작용을 촉진하여 경화 특성을 향상시키는 것으로 가정할 수 있습니다.

유제품에 대한 초음파의 영향 : 점도 & 유변학, 균질성, 미생물 활성

유제품은 소, 양, 염소, 버팔로, 말 또는 낙타 우유와 같은 동물성 우유로 생산됩니다. 수확 후 우유는 균질 및 탈지유, 요구르트, 크림, 버터, 치즈, 유청, 카제인 또는 분유와 같은 다양한 제품으로 가공할 수 있습니다. 우유는 전 세계적으로 연간 542,069,000톤을 생산하는 유제품 산업에서 가장 중요한 원료입니다. [Gerosa 외 2012]
유청(우유 혈청)은 치즈 또는 카제인 생산의 부산물입니다. 주로 글로빈스타거α-락트알부민(~65%), β-락토글로불린(~25%), 소량의 혈청 알부민(~8%) 및 면역글로빈으로 구성됩니다. 유청 단백질은 유청에서 추출할 수 있는 구상 단백질입니다.
분유는 분무 건조기에 의해 처리되어 우유를 건조시키고 기화시켜 순수한 건조 분유를 얻습니다. 분무 건조기의 에너지 소비가 매우 높기 때문에 액체의 고체 농도가 높아야 공정 효율성을 최적화할 수 있습니다.

“신선한 탈지분유, 재구성 미셀 카세인, 카세인 분말 샘플을 20kHz에서 초음파 처리하여 초음파 처리의 효과를 조사했습니다. 신선한 탈지 우유의 경우, 60분 초음파 처리 후 남은 지방 소구의 평균 크기는 약 10nm 감소했지만 카세인 미셀의 크기는 변하지 않은 것으로 확인되었습니다. 초음파 처리 후 처음 몇 분 동안 수용성 유청 단백질의 소폭 증가와 그에 따른 점도 감소도 발생했는데, 이는 카세인-유청 단백질 응집체가 분해되었기 때문일 수 있습니다. 최대 60분 동안 초음파 처리한 탈지분유 샘플에서는 유리 카세인 함량의 측정 가능한 변화를 감지할 수 없었습니다. 초음파 처리로 인해 pH가 일시적으로 약간 감소했지만 용해성 칼슘 농도에는 측정 가능한 변화가 관찰되지 않았습니다. 따라서 신선한 탈지 우유의 카제인 미셀은 초음파에 노출되는 동안 안정적이었습니다. 재구성된 미셀 카세인의 경우에도 비슷한 결과를 얻었지만, 유청 단백질 함량이 증가함에 따라 더 큰 점도 변화가 관찰되었습니다. 초음파의 제어된 적용은 카제인 미셀의 기본 상태에 영향을 주지 않고 공정으로 유도된 단백질 응집을 역전시키는 데 유용하게 적용될 수 있습니다.” [찬드라팔라 외. 2012]

고강도 초음파가 우유 영양소와 미생물 안정성에 미치는 영향

Razavi와 Kenari(2020)는 고강도 초음파와 약한 열처리 공정을 결합하여 미생물과 효소를 비활성화하여 식품의 부패 및 안전성 저하를 초래하는 영향을 조사했습니다. 그들의 연구의 목적은 고온 열 공정의 대안으로 초음파 공정이 미생물 수, 질적 매개변수로서의 지질 산화 및 우유의 영양 특성으로서의 비타민에 미치는 영향을 평가하는 것이었습니다. 그 결과 초음파는 우유의 미생물 부하를 줄일 수 있었고 기존의 열처리로 처리한 우유보다 비타민의 변화가 적다는 것을 보여주었습니다. 이와 관련하여, 초음파 프로브를 사용한 초음파 처리는 75 % 강도에서 우수하고 가장 효과적인 것으로 나타났습니다. 우유 저온 살균을 위한 비파괴 공정으로 55°C 및 75% 강도에서 10분 동안 초음파 프로브 타입을 사용하는 것이 권장됩니다.

치즈 생산을 위한 고성능 초음파 균질화기

Hielscher 초음파는 식품에 전력 초음파를 적용하는 데 오랜 경험을 가지고 있습니다 & 음료 산업 및 기타 여러 산업 분야. 당사의 초음파 프로세서에는 세척이 용이한(clean-in-place CIP/sterilize-in-place SIP), 소노트로드 및 플로우 셀(습식 부품)이 장착되어 있습니다. Hielscher 초음파’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭을 24/7 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다. 높은 진폭은 저항력이 더 강한 미생물(예: 그람 양성 박테리아)을 비활성화하는 데 중요합니다. 더 높은 진폭을 위해 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. 모든 소노트로드 및 초음파 플로우 셀 반응기는 고온과 고압에서 작동할 수 있어 신뢰할 수 있는 열-수-초음파 처리 및 매우 효과적인 저온 살균이 가능합니다.
최첨단 기술, 고성능 및 정교한 소프트웨어를 통해 Hielscher 초음파가’ 식품 저온 살균 라인에서 신뢰할 수 있는 작업 말. 작은 설치 공간과 다양한 설치 옵션을 갖춘 Hielscher 초음파기는 기존 생산 라인에 쉽게 통합하거나 개조 할 수 있습니다.
우리의 초음파 균질화 시스템의 특징과 능력에 대해 자세히 알아 보려면 저희에게 연락하십시오. 귀하의 치즈 응용 분야에 대해 논의하게 되어 기쁩니다!

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.