Uzlabota siera ražošana ar Power Ultrasonics

Dažādu siera veidu, piemēram, cieto sieru, mīksto sieru un biezpiena, ražošanu, kas izgatavoti no dažādiem piena veidiem (piemēram, govs, kazas, aitas, bifeļi, kamieļu piens uc), var efektīvi uzlabot ar ultraskaņu. Augstas intensitātes ultraskaņas pielietošana paātrina homogenizāciju, fermentāciju un nogatavināšanu, uzlabo mikrobu stabilitāti un pozitīvi ietekmē barības vielu vērtību un tekstūru.

Augstas intensitātes ultraskaņa uzlabo siera ražošanu

Ultraskaņas pārtikas pārstrāde ir labi izveidota tehnoloģija, lai uzlabotu piena homogenizāciju un fermentāciju siera ražošanā. Turklāt ultraskaņas apstrāde kombinācijā ar vieglu termisko apstrādi – pazīstams kā termo-ultraskaņas apstrāde – tiek izmantota kā alternatīva tradicionālajai pasterizācijai uz karstuma bāzes, tādējādi novēršot barības vielas, piemēram, vitamīnus, aminoskābes un taukus, pret termisko degradāciju. Siera ražošanu, izmantojot pienu vai sūkalas, var ievērojami pastiprināt un uzlabot, izmantojot augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņu.

Augsta intensitātes ultraskaņas ietekme uz piena un biezpiena struktūru siera ražošanā

Ultraskaņu veiksmīgi izmantoja siera ražošanas procesos, izmantojot liellopu (govs), aitas, bifeļu, kazu, kamieļu un zirgu pienu.
Ultraskaņas veicināto siera ražošanu var izmantot visdažādāko siera šķirņu, tostarp čedaras siera, fetas siera, krējuma siera, biezpiena siera, meksikāņu panela siera, spāņu mīkstā siera un citu speciālo sieru ražošanai.
Zemas frekvences un augstas intensitātes ultraskaņas iedarbība uz pienu siera ražošanas laikā ir, piemēram, paaugstināta gela izturība un cietība, paātrināta gela veidošanās, palielināta īpatnējā virsma, samazināts recekļa cietība, mazāks un vienmērīgāks tauku lodīšu sadalījums pēc daļiņu lieluma un palielināta ūdens aizturēšanas spēja.
Ultraskaņas izraisītie homogenitātes uzlabojumi un piena tauku lodīšu vienmērīgāka sadale vēl vairāk uzlabo siera kvalitāti. Piemēram, pētījumi ar kazas pienu, kas sarecināts ar rennīnu, parādīja, ka pēc 10 minūšu ilgas ultraskaņas iedarbības iegūtajam gēlam bija blīvāka, šķērssaitēta tīkla struktūra. Tā rezultātā izveidojās viendabīgāka mikrostruktūra ar bagātīgām porām, kas bija ievērojami mazākas nekā tās, kas novērotas nesonizētā piena receklī.
Šīs strukturālās atšķirības liecina, ka kazas piena biezpiens, kas apstrādāts ar ultraskaņu, ir stingrāks, un G'max vērtības (maksimālais uzglabāšanas modulis) pārsniedz 100 Pa - tās ir pat lielākas nekā govs pienam noteiktās vērtības. Līdzīgs uzlabojums tika novērots arī attiecībā uz adhēziju (iekšējo saišu stiprību paraugā). Kopumā šie rezultāti liecina, ka augstas intensitātes ultraskaņa veicina spēcīgāku mijiedarbību starp piena sastāvdaļām, tādējādi uzlabojot piena cietēšanas īpašības siera ražošanas laikā (sk. Carrillo-Lopez et al., 2021).

Sonikācija veicina arī piena sarecināšanu. Lasīt vairāk!

Ultraskaņas ietekme uz sieru ražošanu

Intensīvi pētīta augstas intensitātes ultraskaņas ietekme uz piena pārstrādi un siera ražošanu.
Palielināta siera raža: Svaiga svaigpiena ultraskaņas apstrāde ar ultrasonicator UP400S panela siera ražošanas laikā izraisīja palielinātu siera ražu (%), neskatoties uz eksudāta pieaugumu. Dzeltenos toņus un krāsojumu sierā veicina HIU 10 min. Bet ne L*, ne a*, ne C* krāsu koordinātas netiek ietekmētas. pH palielinājās no 6,6 līdz 6,74 pēc 5 minūšu ultrasonikācijas, bet samazinājās pie 10 minūtēm (sal.: Carrillo-Lopez et al., 2020)
Uzlabota siera tekstūra: Attiecībā uz pētījumiem, kas veikti par sieru, Bermúdez-Aguirre un Barbosa-Cánovas ziņoja, ka svaigais siers, kas iegūts no piena, kurš apstrādāts ar termosonikāciju (izmantojot Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) bija mīkstāks un trauslāks nekā siers no kontroles piena (bez termosonikācijas). Šo īpašību dēļ sieram bija vieglāk drupināt, kas ir vēlams svaigā siera atribūts. Šie autori izskaidroja šo uzvedību, atzīmējot, ka termo-sonikētā piena siera mikrostruktūra uzrādīja viendabīgāku struktūru salīdzinājumā ar piena sieru, kas nav apstrādāts ar ultraskaņu. Turklāt viņi atzīmēja, ka termosonikācija uzlaboja olbaltumvielu un tauku homogenizāciju un palielināja ūdens molekulu aizturi matricā. Tādējādi var pieņemt, ka HIU veicina spēcīgu mijiedarbību starp piena sastāvdaļām, uzlabojot iestatīšanas īpašības.

Ultraskaņas ietekme uz piena produktiem: viskozitāte & Reoloģija, homogenitāte, mikrobu aktivitāte

Piena produktus ražo no dzīvnieku piena, piemēram, govs, aitas, kazas, bifeļu, zirgu vai kamieļu piena. Pēc ražas novākšanas pienu var pārstrādāt dažādos produktos, piemēram, homogenizētā un vājpiena pienā, jogurtā, krējumā, sviestā, sierā, sūkalās, kazeīnā vai piena pulverī. Govs piens ir vissvarīgākā izejviela piena rūpniecībai, kuras ražošanas apjoms pasaulē ir 542 069 000 tonnu gadā. [Gerosa et al. 2012]
Sūkalas (piena serums) ir siera vai kazeīna ražošanas blakusprodukts. Tas sastāv galvenokārt no globinstageriem α-laktalbumīns (~65%), β-laktoglobulīns (~25%), kā arī neliels daudzums seruma albumīna (~8%) un imūnglobīnu. Sūkalu olbaltumvielas ir lodveida olbaltumvielas, kuras var iegūt no sūkalām.
Piena pulveri apstrādā ar smidzināšanas žāvētājiem, lai pienu izžāvētu un iztvaicētu attiecībā pret tīra sausā piena pulvera iegūšanu. Smidzināšanas žāvētāju ārkārtīgi lielā enerģijas patēriņa dēļ procesa efektivitātes optimizēšanai ir svarīga augsta šķidruma cietā koncentrācija.

“Svaiga vājpiena, atjaunota micelārā kazeīna un kazeīna pulvera paraugi tika sonizēti 20 kHz frekvencē, lai izpētītu ultraskaņas ietekmi. Svaiga vājpiena gadījumā pēc 60 min sonikācijas atlikušo tauku lodīšu vidējais izmērs samazinājās par aptuveni 10 nm; tomēr kazeīna micellu izmērs tika noteikts nemainīgs. Pirmajās sonikācijas minūtēs nedaudz palielinājās šķīstošo sūkalu olbaltumvielu daudzums un attiecīgi samazinājās viskozitāte, ko varētu skaidrot ar kazeīna un sūkalu olbaltumvielu agregātu sadalīšanos. Ultracentrifugētos vājpiena paraugos, kas sonicēti līdz 60 min, nevarēja konstatēt izmērāmas izmaiņas brīvā kazeīna saturā. Sonikācijas rezultātā uz laiku nedaudz samazinājās pH; tomēr netika novērotas izmērāmas šķīstošā kalcija koncentrācijas izmaiņas. Tāpēc kazeīna micellas svaigā vājpienā ultraskaņas iedarbības laikā bija stabilas. Līdzīgi rezultāti tika iegūti ar atjaunotu micelāro kazeīnu, bet, palielinot sūkalu olbaltumvielu saturu, tika novērotas lielākas viskozitātes izmaiņas. Kontrolētu ultraskaņas pielietošanu var lietderīgi izmantot, lai mainītu procesa izraisīto olbaltumvielu agregāciju, neietekmējot kazeīna micellu dabisko stāvokli.” [Chandrapala et al. 2012].

Augstas intensitātes ultraskaņas ietekme uz piena barības vielām un mikrobu stabilitāti

Razavi un Kenari (2020) pētīja augstas intensitātes ultraskaņas kombināciju ietekmi ar vieglu termiskās apstrādes procesu, lai deaktivizētu mikrobus un fermentus, kas izraisa pārtikas produktu bojāšanos un drošības pasliktināšanos. Viņu pētījuma mērķis bija novērtēt ultraskaņas procesa kā alternatīvas augstas temperatūras siltuma procesa ietekmi uz mikrobu skaitu, lipīdu oksidēšanos kā kvalitatīvu parametru un vitamīnus kā piena uzturvērtības īpašības. Rezultāti parādīja, ka ultraskaņa ir spējusi samazināt piena mikrobu slodzi, un tā radīja mazāk izmaiņu vitamīnos nekā piens, kas apstrādāts ar parasto termisko apstrādi. Šajā sakarā tika konstatēts, ka ultraskaņas apstrāde, izmantojot ultraskaņas zondi, ir pārāka un visefektīvākā ar 75% intensitāti. Ultraskaņas zondes tipa izmantošana 55°C temperatūrā un 75% intensitātē 10 minūtes ir ieteicama kā nesagraujošs piena pasterizācijas process.

Augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatori siera ražošanai

Hielscher Ultrasonics ir jau sen pieredzējis jaudas ultraskaņas pielietošanā pārtikā & dzērienu rūpniecība, kā arī daudzas citas rūpniecības nozares. Mūsu ultraskaņas procesori ir aprīkoti ar viegli tīrāmiem (tīrs CIP / sterilizēt-in-place SIP) sonotrodes un plūsmas šūnām (mitrās daļas). Hielscher Ultrasonics’ Rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Augstas amplitūdas ir svarīgas, lai inaktivētu izturīgākus mikrobus (piemēram, grampozitīvas baktērijas). Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes. Visus sonotrodes un ultraskaņas plūsmas šūnu reaktorus var darbināt paaugstinātā temperatūrā un spiedienā, kas ļauj nodrošināt drošu termo-mano-ultraskaņas apstrādi un ļoti efektīvu pasterizāciju.
Mūsdienīga tehnoloģija, augstas veiktspējas un sarežģīta programmatūra padara Hielscher Ultrasonics’ uzticami darba zirgi jūsu pārtikas pasterizācijas līnijā. Ar nelielu nospiedumu un daudzpusīgām uzstādīšanas iespējām Hielscher ultrasonikatorus var viegli integrēt vai modernizēt esošajās ražošanas līnijās.
Lūdzu, sazinieties ar mums, lai uzzinātu vairāk par mūsu ultraskaņas homogenizācijas sistēmu īpašībām un iespējām. Mēs priecāsimies apspriest jūsu siera pieteikumu ar jums!

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: