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 생산 가속화
- 치즈 품질 향상
- 더 높은 치즈 수율
- 발효 시간 단축
- 비용 효율적
- 간단하고 안전한 사용
- 에너지 효율적
초음파는 소 / 암소 우유, 양 우유, 버팔로 우유, 염소 우유, 낙타 우유 및 말 우유의 치즈 생산 공정에 성공적으로 적용되었습니다.
초음파로 촉진된 치즈 생산은 체다 치즈, 페타 치즈, 크림 치즈, 두부 치즈, 멕시코 파넬라 치즈, 히스패닉 소프트 치즈 및 기타 치즈 특산품을 포함한 다양한 치즈 유형에 사용할 수 있습니다.
치즈 생산에서 우유에 대한 저주파, 고강도 초음파의 영향에는 겔 강도 및 겔 경도의 증가, 겔 형성의 가속화, 비표면적의 증가, 응유 견고성의 감소, 지방 소구의 작고 균일한 입자 크기 분포 및 더 큰 수분 보유 능력이 포함됩니다.
초음파로 증가된 균질성과 유지방 소구의 더 균일한 분포는 치즈 품질도 향상시킵니다. 예를 들어, 레닌이 함유 된 염소 우유의 두부 특성은 10 분 초음파 처리 후 더 조밀 한 겔 가교 네트워크를 보여 주어 풍부한 기공을 가진보다 균질한 미세 구조를 생성했습니다. 이 기공이 초음파 처리가없는 우유 두부의 기공보다 훨씬 작았다는 것은 주목할 만합니다. 이는 파워 초음파로 처리 된 염소 우유의 커드가 더 큰 견고성을 보여 100 Pa보다 높은 G'max (저장 모듈러스의 최대 값) 값을 등록하고 우유에서보고 된 것보다 더 높다는 것을 시사합니다. 접착력(샘플의 내부 결합 강도)에서도 유사한 효과가 관찰되었습니다. 따라서 고강도 초음파는 우유 성분 간의 강력한 상호 작용을 촉진하여 경화 특성을 향상시키는 것으로 가정 할 수 있습니다. (Carrillo-Lopez et al. 2021 참조)
다양한 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 탈지유, 재구성 된 미셀 라 카제인 및 카제인 분말 샘플을 초음파 효과를 조사하기 위해 20kHz에서 초음파 처리되었습니다. 신선한 탈지유의 경우, 남아있는 지방 소구의 평균 크기는 60 분의 초음파 처리 후 약 10nm로 감소되었다. 그러나, 카제인 미셀의 크기는 변하지 않는 것으로 확인되었다. 용해성 유청 단백질의 작은 증가와 그에 따른 점도 감소는 초음파 처리 후 처음 몇 분 이내에 발생했으며, 이는 카제인-유청 단백질 응집체의 분해에 기인 할 수 있습니다. 유리 카제인 함량의 측정 가능한 변화는 최대 60 분 동안 초음파 처리 된 초 원심 분리 탈지유 샘플에서 감지 할 수 없습니다. pH의 작고 일시적인 감소는 초음파 처리로 인한 것입니다. 그러나 용해성 칼슘 농도에서 측정 가능한 변화는 관찰되지 않았습니다. 따라서, 신선한 탈지유의 카제인 미셀은 초음파에 노출되는 동안 안정적이었다. 재구성 된 미셀라 카제인에 대해서도 유사한 결과가 얻어진 반면, 유청 단백질 함량이 증가함에 따라 점도 변화가 더 커졌습니다. 초음파의 통제된 적용은 카제인 미셀의 본래 상태에 영향을 미치기 없이 역 과정 유도 단백질 응집에 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 Ultrasonics is long-experienced in the application of power ultrasound in the food & 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.
배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
---|---|---|
1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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문헌 / 참고문헌
- 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.
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- 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.