Melhoria do fabrico de queijo com ultra-sons de potência

A produção de vários tipos de queijo, tais como queijos duros, queijos moles e coalhada, feitos a partir de vários tipos de leite (por exemplo, leite de vaca, cabra, ovelha, búfala, camelo, etc.) pode ser eficientemente melhorada por ultra-sons. A aplicação de ultra-sons de alta intensidade acelera a homogeneização, a fermentação e a maturação, melhora a estabilidade microbiana e mostra efeitos positivos no valor nutritivo e na textura.

O ultrassom de alta intensidade melhora a produção de queijo

O processamento ultrassónico de alimentos é uma tecnologia bem estabelecida para melhorar a homogeneização do leite e a fermentação no fabrico de queijo. Além disso, a sonicação em combinação com o tratamento térmico suave – conhecida como termo-sonicação – é utilizado como alternativa à pasteurização tradicional baseada no calor, evitando assim a degradação térmica de nutrientes como vitaminas, aminoácidos e gorduras. A produção de queijo utilizando leite ou soro de leite pode ser significativamente intensificada e melhorada pela aplicação de ultra-sons de alta intensidade e baixa frequência.

Efeitos dos ultra-sons de alta intensidade na estrutura do leite e da coalhada na produção de queijo

A ultrassonografia tem sido aplicada com sucesso em processos de produção de queijo utilizando leite bovino (vaca), leite de ovelha, leite de búfala, leite de cabra, leite de camelo e leite de cavalo.
A produção de queijo promovida por ultra-sons pode ser utilizada para uma vasta gama de variedades de queijo, incluindo queijo cheddar, queijo feta, queijo creme, requeijão, queijo panela mexicano, queijo de pasta mole hispânico e outros queijos especiais.
Os efeitos dos ultra-sons de baixa frequência e alta intensidade no leite durante a produção de queijo incluem o aumento da força e da dureza do gel, a formação acelerada de gel, o aumento da área de superfície específica, a redução da firmeza da coalhada, uma distribuição mais pequena e uniforme do tamanho das partículas dos glóbulos de gordura e uma maior capacidade de retenção de água.
As melhorias induzidas pelo ultrassom na homogeneidade e a distribuição mais uniforme dos glóbulos de gordura do leite melhoram ainda mais a qualidade do queijo. Por exemplo, estudos sobre o leite de cabra coalhado com renina mostraram que, após 10 minutos de ultra-sons, o gel resultante apresentava uma estrutura de rede mais densa e reticulada. Isto produziu uma microestrutura mais homogénea com poros abundantes que eram significativamente mais pequenos do que os observados na coalhada de leite não-sonicada.
Estas diferenças estruturais sugerem que a coalhada de leite de cabra tratada com ultra-sons de potência apresenta uma maior firmeza, com valores de G'max (módulo de armazenamento máximo) superiores a 100 Pa - valores ainda mais elevados do que os relatados para o leite de vaca. Uma melhoria semelhante foi observada na adesividade (a força das ligações internas dentro da amostra). No geral, estes resultados indicam que o ultrassom de alta intensidade promove interações mais fortes entre os componentes do leite, melhorando assim as propriedades de fixação do leite durante a produção de queijo (cf. Carrillo-Lopez et al., 2021).

A sonicação promove também a coagulação do leite. Leia mais!

Efeitos ultra-sónicos na produção de queijos

Os efeitos dos ultra-sons de alta intensidade no processamento de produtos lácteos e no fabrico de queijo têm sido intensamente estudados.
Aumento do rendimento do queijo: A sonicação de leite cru fresco com o ultrasonicador UP400S durante a produção de queijo panela, resultou em um aumento do rendimento do queijo (%), apesar de um aumento de exsudato. Tons amarelos e coloração no queijo é promovido por HIU em 10 min. Mas não L*, a*, nem C* coordenadas de cor são afetados. pH aumentou de 6,6 para 6,74 após 5 min de ultrassom, mas reduzido em 10 min. (cf. Carrillo-Lopez et al., 2020)
Melhoria da textura do queijo: No que diz respeito a estudos realizados com queijo, Bermúdez-Aguirre e Barbosa-Cánovas referem que o queijo fresco obtido a partir de leite tratado com termossonicação (utilizando o método Hielscher UP400S – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) era mais macio e mais quebradiço do que o queijo do leite de controlo (sem termossonicação). Estas caraterísticas resultaram num queijo mais fácil de esmigalhar, o que é um atributo desejável do queijo fresco. Estes autores explicaram este comportamento observando que a microestrutura do queijo de leite termossonicado apresentava uma estrutura mais homogénea em comparação com o queijo de leite não termossonicado. Além disso, observaram que a termossonicação melhorou a homogeneização das proteínas e da gordura e aumentou a retenção de moléculas de água na matriz. Assim, pode assumir-se que a HIU promove fortes interações entre os componentes do leite, melhorando as propriedades de endurecimento.

Influência dos ultra-sons nos produtos lácteos: Viscosidade & Reologia, Homogeneidade, Atividade Microbiana

Os produtos lácteos são produzidos a partir de leite animal, como, por exemplo, leite de vaca, ovelha, cabra, búfala, cavalo ou camelo. Após a colheita, o leite pode ser transformado em vários produtos, tais como leite homogeneizado e desnatado, iogurte, natas, manteiga, queijo, soro de leite, caseína ou leite em pó. O leite de vaca é a matéria-prima mais importante para a indústria de laticínios, com uma produção mundial de 542.069.000 toneladas/ano.[Gerosa et al. 2012]
O soro de leite é um subproduto da produção de queijo ou caseína. É constituído principalmente por globina α-lactalbumina (~65%), β-lactoglobulina (~25%), bem como por pequenas quantidades de albumina sérica (~8%) e imunoglobinas. As proteínas do soro de leite são proteínas globulares que podem ser extraídas do soro de leite.
O leite em pó é processado por secadores por pulverização para secar e vaporizar o leite, de modo a obter o leite em pó puro e seco. Devido ao consumo de energia extremamente elevado dos secadores por pulverização, uma concentração elevada de sólidos no líquido é importante para otimizar a eficiência do processo.

“Amostras de leite desnatado fresco, caseína micelar reconstituída e caseína em pó foram sonicadas a 20kHz para investigar o efeito da ultrassonografia. Para o leite desnatado fresco, o tamanho médio dos glóbulos de gordura restantes foi reduzido em aproximadamente 10nm após 60min de sonicação; no entanto, o tamanho das micelas de caseína foi determinado para ser inalterado. Um pequeno aumento na proteína de soro de leite solúvel e uma diminuição correspondente na viscosidade também ocorreram nos primeiros minutos de sonicação, o que poderia ser atribuído à quebra de agregados de proteína de caseína-soro de leite. Não foram detectadas alterações mensuráveis no conteúdo de caseína livre em amostras de leite desnatado ultracentrifugado sonicadas até 60 minutos. Uma pequena e temporária diminuição do pH resultou da sonicação; no entanto, não foi observada qualquer alteração mensurável na concentração de cálcio solúvel. Por conseguinte, as micelas de caseína no leite fresco desnatado eram estáveis durante a exposição à ultra-sons. Resultados semelhantes foram obtidos para a caseína micelar reconstituída, enquanto maiores alterações de viscosidade foram observadas à medida que o teor de proteína de soro de leite foi aumentado. A aplicação controlada de ultra-sons pode ser aplicada de forma útil para reverter a agregação de proteínas induzida pelo processo sem afetar o estado nativo das micelas de caseína.” [Chandrapala et al. 2012]

Efeitos dos ultra-sons de alta intensidade nos nutrientes do leite e na estabilidade microbiana

Razavi e Kenari (2020) investigaram a influência dos ultra-sons de alta intensidade combinados com um processo de tratamento térmico suave para desativar micróbios e enzimas que conduzem à deterioração e à degradação da segurança dos alimentos. O objetivo do seu estudo foi avaliar o efeito do processo de ultrassom como uma alternativa para o processo de calor de alta temperatura na contagem microbiana, oxidação lipídica como parâmetro qualitativo e vitaminas como caraterísticas nutricionais do leite. Os resultados mostraram que o ultrassom foi capaz de reduzir a carga microbiana do leite e fez menos alterações nas vitaminas do que o leite tratado com o tratamento térmico convencional. A este respeito, a sonicação utilizando uma sonda de ultra-sons foi considerada superior e mais eficaz a 75% de intensidade. A utilização de um tipo de sonda de ultra-sons a 55°C e 75% de intensidade durante 10 minutos é recomendada como um processo não destrutivo para a pasteurização do leite.

Homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho para a produção de queijo

A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência na aplicação de ultra-sons de potência no sector alimentar & indústria de bebidas, bem como muitos outros ramos industriais. Os nossos processadores de ultra-sons estão equipados com sonotrodos e células de fluxo (as partes húmidas) fáceis de limpar (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP). Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultra-sónicos industriais podem fornecer amplitudes muito elevadas. Amplitudes de até 200µm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7. As amplitudes elevadas são importantes para inativar micróbios mais resistentes (por exemplo, bactérias gram-positivas). Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultra-sónicos personalizados. Todos os sonotrodos e reactores de células de fluxo ultrassónico podem ser operados sob temperaturas e pressões elevadas, o que permite uma termo-mano-sonicação fiável e uma pasteurização altamente eficaz.
Tecnologia de ponta, alto desempenho e software sofisticado fazem da Hielscher Ultrasonics’ Os ultra-sons da Hielscher são cavalos de batalha fiáveis na sua linha de pasteurização de alimentos. Com um tamanho reduzido e opções de instalação versáteis, os ultrassons Hielscher podem ser facilmente integrados ou adaptados às linhas de produção existentes.
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O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: