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.

Ultrasonication ir veiksmīgi piemērots siera ražošanas procesiem no govs / govs piena, aitas piena, bifeļu piena, kazas piena, kamieļu piena un zirgu piena.
Ultrasoniski reklamētu siera ražošanu var izmantot dažādiem siera veidiem, tostarp Čedaras sieram, fetas sieram, krējuma sieram, biezpiena sieram, Meksikas panela sieram, spāņu mīkstajam sieram un citiem siera ēdieniem.
Zemas frekvences, augstas intensitātes ultraskaņas ietekme uz pienu siera ražošanā ietver gēla stiprības un gēla cietības palielināšanos, gēla veidošanās paātrinājumu, specifiskā virsmas laukuma palielināšanos, biezpiena stingrības samazināšanu, tauku lodīšu mazo un vienmērīgo daļiņu izmēru sadalījumu, kā arī lielāku ūdens turēšanas spēju.
Ultrasoniski palielināts viendabīgums un vienmērīgāks piena tauku lodīšu sadalījums uzlabo arī siera kvalitāti. Piemēram, kazas piena biezpiena īpašības ar renīnu pēc 10 min ultrasonication parādīja blīvāku gēla šķērssaistītu tīklu, kā rezultātā radās viendabīgāka mikrostruktūra ar bagātīgām porām. Jāatzīmē, ka šīs poras bija ievērojami mazākas nekā piena biezpienā bez ultraskaņas apstrādes. Tas liek domāt, ka kazas piena biezpiens, kas apstrādāts ar jaudas ultraskaņu, uzrāda lielāku stingrību, reģistrējot G'max (maksimālā uzglabāšanas moduļa vērtība) vērtības, kas ir augstākas par 100 Pa, pat augstākas nekā tās, kas ziņotas govs pienā. Līdzīgs efekts tika novērots adhezīcijā (parauga iekšējo saišu stiprībā). Tādējādi var pieņemt, ka augstas intensitātes ultraskaņa veicina spēcīgu mijiedarbību starp piena sastāvdaļām, uzlabojot iestatīšanas īpašības. (sk. Carrillo-Lopez et al. 2021)

Ultraskaņas ietekme uz dažādu 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 apstrādāti ar ultraskaņu 20 kHz frekvencē, lai izpētītu ultrasonikācijas efektu. Svaigam vājpienam atlikušo tauku lodīšu vidējais izmērs tika samazināts par aptuveni 10 nm pēc 60 minūšu ultraskaņas apstrādes; Tomēr tika noteikts, ka kazeīna micellu lielums nav mainījies. Neliels šķīstošo sūkalu olbaltumvielu pieaugums un atbilstošs viskozitātes samazinājums notika arī pirmajās ultraskaņas apstrādes minūtēs, ko varētu attiecināt uz kazeīna-sūkalu olbaltumvielu agregātu sadalīšanos. Ultracentrifugētos vājpiena paraugos, kas apstrādāti ar ultraskaņu līdz 60 minūtēm, nevarēja noteikt izmērāmas brīvā kazeīna satura izmaiņas. Neliels, īslaicīgs pH samazinājums radās ultraskaņas apstrādes rezultātā; tomēr izmērāmas šķīstošā kalcija koncentrācijas izmaiņas nenovēroja. Tāpēc kazeīna micellas svaigā vājpienā bija stabilas ultrasonikācijas iedarbības laikā. Līdzīgi rezultāti tika iegūti attiecībā uz atjaunoto micelāro kazeīnu, bet, palielinoties sūkalu olbaltumvielu saturam, tika novērotas lielākas viskozitātes izmaiņas. Kontrolētu ultraskaņas pielietošanu var lietderīgi izmantot reversā procesa izraisītai olbaltumvielu agregācijai, neietekmējot kazeīna micellu vietējo 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: